晶圆制造行业报告-PDF版

20232023年年2 2月月2020日日证券研究报告证券研究报告行业评行业评级：电子级：电子 强于大市（维持）强于大市（维持）请务必阅读正文后免责条款平安证券研究所电子团队电子行业报告电子行业报告晶圆代工厂产能低位运行，晶圆代工厂产能低位运行，MLCCMLCC供应商扩大供应商扩大车车用产品产用产品产能能核心摘要核心摘要 行业要闻及简评：行业要闻及简评：1）根据The Elec 2月17日报道，三星电子12英寸晶圆代工平均开工率在70%左右，而东部高科（DBHiTek）的8英寸晶圆代工平均开工率将下降到60-70%，部分8英寸晶圆代工开工率跌至50%，此外，全球第一代工厂台积电的产能利用率也有所下降，业界预估台积电的平均晶圆代工利用率为70-75%。2）根据中国信通院研究，2022年全年，国内市场手机总体出货量累计2.72亿部，同比下降22.6%，其中，5G手机出货量2.14亿部，同比下降19.6%。3）根据TrendForce消息，2023年2月MLCC供应商BB Ratio（订单出货比值）微幅上升至0.79，消费性电子、数据中心、网通5G基建市场回归传统淡季循环，订单需求放缓，而车用订单受惠于特斯拉降价促销而有机会增加，预期MLCC供应商全年将积极投入研发及扩大车用产品产能。一周行情回顾：一周行情回顾：上周，美国费城半导体指数和中国台湾半导体指数均有所下跌。2月17日，美国费城半导体指数为3005.9，周跌幅为0.18%；中国台湾半导体指数为349.18，周跌幅为3.90%。投资建议：投资建议：当前半导体行业处于周期下行阶段，结构性机会依然存在：1）新能源汽车 “风光储”等可再生能源需求依然强劲，上游的功率半导体产业链将受益，推荐新洁能、斯达半导等；2）设计研发端所需仪器仪表，是半导体等高端智能制造行业的加速器，在下游市场推动及国家政策支持下，国产替代空间将逐步打开，建议关注鼎阳科技、普源精电、坤恒顺维等；3）受美国制裁影响，半导体设备类自主可控势在必行，推荐中微公司、北方华创等。风险提示：风险提示：1）供应链风险上升。2）政策支持力度可能不及预期。3）市场需求可能不及预期。4）国产替代可能不及预期。XXkXoXlZtU9UwOyQ9PaObRoMpPoMsRlOnNtReRnPqRaQqRnNMYpPxPuOqQoQ行业动态行业动态3 32020年1月10日晶圆代工厂产能低位运行晶圆代工厂产能低位运行根据The Elec 2月17日报道，三星电子12英寸晶圆代工平均开工率在70%左右，而东部高科（DB HiTek）的8英寸晶圆代工平均开工率将下降到60-70%，部分8英寸晶圆代工开工率跌至50%，此外，全球第一代工厂台积电的产能利用率也有所下降，业界预估台积电的平均晶圆代工利用率为70-75%。资料来源：CINNO，平安证券研究所晶圆晶圆代工厂产能利用率代工厂产能利用率三星电子三星电子1212”东部高科东部高科8”8”台积电台积电70%-70p%-75%行业动态行业动态4 42020年1月10日20222022年国内市场手机总体出货量同比下降年国内市场手机总体出货量同比下降22.6.6%根据中国信通院研究，2022年全年，国内市场手机总体出货量累计2.72亿部，同比下降22.6%，其中，5G手机出货量2.14亿部，同比下降19.6%，上市新机型累计423款，其中5G手机220款。资料来源：iFind，平安证券研究所20212021-20222022年中国手机出货量变化年中国手机出货量变化(亿部亿部)3.512.720.00.51.01.52.02.53.03.54.020212022手机总体出货量（亿部）5G手机出货量（亿部）行业动态行业动态52020年1月10日预期预期MLCCMLCC供应商全年将扩大车用产品产能供应商全年将扩大车用产品产能根据TrendForce消息，2023年2月MLCC供应商BB Ratio（订单出货比值）微幅上升至0.79，消费性电子、数据中心、网通5G基建市场回归传统淡季循环，订单需求放缓，而车用订单受惠于特斯拉降价促销而有机会增加，预期MLCC供应商全年将积极投入研发及扩大车用产品产能。资料来源：TrendForce，平安证券研究所20222022-20232023年全球前五大车用年全球前五大车用MLCCMLCC供货商产能占比变化供货商产能占比变化供货商供货商2023E2023E20222022Murata41D%TDK16 %Taiyo13%Yageo(Kemet)14%9%Samsung13%4%Others3%4%一周行情回顾一周行情回顾指数涨跌幅指数涨跌幅 上周，美国费城半导体指数和中国台湾半导体指数均有所下跌。2月17日，美国费城半导体指数为3005.9，周跌幅为0.18%；中国台湾半导体指数为349.18，周跌幅为3.90%。20222022年年初以来费城半导体指数表现年年初以来费城半导体指数表现20222022年年初以来中国台湾半导体指数表现年年初以来中国台湾半导体指数表现资料来源：iFind，平安证券研究所200025003000350040004500200250300350400450500一周行情回顾一周行情回顾指数涨跌幅指数涨跌幅 上周，申万半导体指数下跌5.36%，跑输沪深300指数3.61个百分点；自2022年年初以来，半导体行业指数下跌33.75%，跑输沪深300指数15.41个百分点。该指数所在的申万二级行业中，半导体指数的上周表现相对较差。资料来源：iFind，平安证券研究所20222022年年初以来半导体行业指数相对表现年年初以来半导体行业指数相对表现上周半导体及其他电子行业指数涨跌幅表现上周半导体及其他电子行业指数涨跌幅表现-3.29%-5.36%-2.88%-2.74%-1.31%-2.44%-2.40%-1.75%-6%-5%-4%-3%-2%-1%0%电子半导体其他电子元件光学光电子消费电子电子化学品沪深300周涨跌幅-50%-45%-40%-35%-30%-25%-20%-15%-10%-5%0%沪深300申万半导体相对涨跌幅一周行情回顾一周行情回顾上市公司涨跌幅上市公司涨跌幅 上周，半导体行业126只A股成分股中，15只股价上涨，0只持平，111只下跌，其中，敏芯股份涨幅为14.40%，领跑半导体行业，国芯科技紧随其后，涨幅为9.12%。半导体半导体行行业涨跌幅排名前业涨跌幅排名前1010位个股位个股涨幅前涨幅前1010名名跌幅前跌幅前1010名名序号证券名称涨跌幅（%）PETTM序号证券名称涨跌幅（%）PETTM1敏芯股份14.40-246.32 1恒烁股份-15.18 54.83 2国芯科技9.12 108.89 2必易微-12.97 52.75 3芯源微6.58 117.07 3中科蓝讯-12.20 42.45 4翱捷科技5.33-92.67 4普冉股份-10.73 37.96 5力合微5.13 54.01 5华亚智能-10.03 33.77 6华岭股份4.72 34.62 6芯海科技-9.78 388.91 7通富微电4.51 42.74 7新洁能-9.78 40.33 8拓荆科技4.26 132.69 8富乐德-9.42 65.58 9甬矽电子2.79 32.38 9中晶科技-9.36 112.81 10长川科技2.45 68.45 10江波龙-9.32 101.03 资料来源：iFind，平安证券研究所投资建议投资建议 当前半导体行业处于周期下行阶段，结构性机会依然存在：1）新能源汽车 “风光储”等可再生能源需求依然强劲，上游的功率半导体产业链将受益，推荐新洁能、斯达半导等；2）设计研发端所需仪器仪表，是半导体等高端智能制造行业的加速器，在下游市场推动及国家政策支持下，国产替代空间将逐步打开，建议关注鼎阳科技、普源精电、坤恒顺维等；3）受美国制裁影响，半导体设备类自主可控势在必行，推荐中微公司、北方华创等。10风险提示风险提示 供应链风险上升供应链风险上升。中美关系的不确定性较高，美国对中国科技产业的打压将持续，全球半导体行业产业链更为破碎的风险加大。半导体产业对全球尤其是美国科技产业链的依赖依然严重，被卡脖子的风险依然较高。政策支持力度可能不及预期政策支持力度可能不及预期。半导体产业正处在发展的关键时期，很多领域在国内处于起步阶段，离不开政府政策的引导和扶持，如果后续政策落地不及预期，行业发展可能面临困难。市场需求可能不及预期市场需求可能不及预期。由于全球疫情蔓延，国内经济增长压力依然较大，占比较大的计算、存储和通信等领域市场需求增长可能受到冲击，上市公司收入和业绩增长可能不及预期。国产替代可能不及预期国产替代可能不及预期。如果客户认证周期过长，国内厂商的产品研发技术水平达不到要求，则可能影响国产替代的进程。电子信息团电子信息团队队行业分析师/研究助理邮箱资格类型资格编号半导体付强投资咨询S1060520070001徐碧云XUBIYUN一般证券从业资格S1060121070070 电子徐勇XUYONG投资咨询S106051909000411附：重点公司预测与评级附：重点公司预测与评级资料来源：iFind，平安证券研究所股票简称股票代码2023/2/17EPS（元）PE(倍)收盘价（元）2021A2022F2023F2024F2021A2022F2023F2024F新洁能60511181.741.93 2.07 2.37 3.13 42.4 39.6 34.5 26.1 圣邦股份300661167.351.96 2.86 3.84 5.01 85.5 58.4 43.6 33.4 思瑞浦688536260.153.69 2.55 3.62 4.33 70.5 102.2 71.9 60.0 立昂微60535845.040.89 1.52 1.85 2.06 50.8 29.7 24.4 21.9 闻泰科技60074556.172.10 2.21 2.82 3.58 26.7 25.5 19.9 15.7 时代电气68818751.811.42 1.63 1.99 2.29 36.4 31.8 26.1 22.6 斯达半导603290305.002.33 5.08 7.00 9.57 130.8 60.0 43.6 31.9 中微公司688012104.821.64 1.90 2.27 2.62 63.9 55.2 46.1 40.0 北方华创002371238.042.04 3.92 4.99 6.45 116.8 60.7 47.7 36.9 鼎龙股份30005422.580.23 0.42 0.59 0.79 100.0 53.2 38.5 28.7 平安证券研究所投资评级：股票投资评级:强烈推荐（预计6个月内，股价表现强于市场表现20%以上）推荐（预计6个月内，股价表现强于市场表现10%至20%之间）中性（预计6个月内，股价表现相对市场表现在10%之间）回避（预计6个月内，股价表现弱于市场表现10%以上）行业投资评级:强于大市（预计6个月内，行业指数表现强于市场表现5%以上）中性（预计6个月内，行业指数表现相对市场表现在5%之间）弱于大市（预计6个月内，行业指数表现弱于市场表现5%以上）公司声明及风险提示：负责撰写此报告的分析师（一人或多人）就本研究报告确认：本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格。平安证券股份有限公司具备证券投资咨询业务资格。本公司研究报告是针对与公司签署服务协议的签约客户的专属研究产品，为该类客户进行投资决策时提供辅助和参考，双方对权利与义务均有严格约定。本公司研究报告仅提供给上述特定客户，并不面向公众发布。未经书面授权刊载或者转发的，本公司将采取维权措施追究其侵权责任。证券市场是一个风险无时不在的市场。您在进行证券交易时存在赢利的可能，也存在亏损的风险。请您务必对此有清醒的认识，认真考虑是否进行证券交易。市场有风险，投资需谨慎。免责条款：此报告旨为发给平安证券股份有限公司（以下简称平安证券）的特定客户及其他专业人士。未经平安证券事先书面明文批准，不得更改或以任何方式传送、复印或派发此报告的材料、内容及其复印本予任何其他人。此报告所载资料的来源及观点的出处皆被平安证券认为可靠，但平安证券不能担保其准确性或完整性，报告中的信息或所表达观点不构成所述证券买卖的出价或询价，报告内容仅供参考。平安证券不对因使用此报告的材料而引致的损失而负上任何责任，除非法律法规有明确规定。客户并不能仅依靠此报告而取代行使独立判断。平安证券可发出其它与本报告所载资料不一致及有不同结论的报告。本报告及该等报告反映编写分析员的不同设想、见解及分析方法。报告所载资料、意见及推测仅反映分析员于发出此报告日期当日的判断，可随时更改。此报告所指的证券价格、价值及收入可跌可升。为免生疑问，此报告所载观点并不代表平安证券的立场。平安证券在法律许可的情况下可能参与此报告所提及的发行商的投资银行业务或投资其发行的证券。平安证券股份有限公司2023版权所有。保留一切权利。

70人已浏览 2023-02-21 12页 5星级

目前8英寸和12英寸晶圆是主流配置,8英寸主要用于成熟制程及特种制程。随着存储计算、边缘计算、物联网等新应用的兴起带动了NOR Flash、指纹识别芯片、电源芯片等产品对8寸晶圆的需求，汽车电子兴起带动功率器件需求，市场随之出现供应紧张状态。我们统计国内的主要8寸厂，合计产能为95万片/月。相较于12英寸产品，8英寸晶圆主要有两大优势，第一，8英寸晶圆已具备了成熟的特种工艺;第二，大部分8英寸晶圆厂设备已折旧完毕，固定成本较低。8英寸晶圆厂的产能在上世纪90年代末期开始提升，大部分晶圆厂现已完全折旧完毕。国内12英寸晶圆制造厂产品主要包括两大方向，一方面为主攻先进制程代工和特色工艺的晶圆厂，包括中芯国际、华虹、粤芯等;另一方向主要是以存储晶圆制造为主攻方向的晶圆厂，包括长江存储、合肥长鑫、福建晋华、武汉 半导体设备主要用于半导体制造和封测环节，分为晶圆加工设备、封装设备和检测设备。晶圆制造设备中，光刻机、刻蚀机和薄膜沉积设备为核心设备，分别占晶圆制造环节的比例约30%、15%和25%。设备厂商有望受益扩产浪潮。随着台积电等晶圆厂龙头开启新一轮扩产周期、技术升级、晶圆产能向大陆转移以及国内政策的大力支持，我国半导体设备市场迎来新一轮上升周期。2020年全球半导体设备市场达到712亿美元，其中大陆市场为187亿美元，占比达26%，成为全球第一大市场。2020年大陆半导体设备增速为39%，远高于全球的19%，是全球市场增长的主要动力。国产设备导入有望加速。半导体设备高门槛导致竞争格局高度集中。目前全球半导体设备市场主要被美国、日本、荷兰企业所垄断，2020年行业CR5占比66%，CR10占比77%。长期来看半导体等核心技术的国产化需求凸显，同时中芯等积极扩产也加速

277人已浏览 2021-05-31 37页 5星级

成熟制程增长的驱动因素二：机器视觉需求升级，驱动CIS 芯片提升机器视觉需求升级，驱动CIS传感芯片市场需求提升。根据Yole数据统计显示，19Q4 全球 CIS 营收创历史新高，达到 57.46 亿美元，主要由于销量的增长及ASP 提升，其中 ASP 有望超过 3 美金，并且近 2 年将维持 812%幅度提升，受到疫情影响 2020 年消费电子市场预计出货量有所放缓，但随着全球疫情未来逐步得到控制，经济获得复苏，摄像头量价齐升趋势仍将延续。IDC 预计 2020 年平均每部手机搭载摄像头颗数可达 5 颗，且这一增长趋势仍在继续。根据 IDC 及行业数据统计，2019 年全球智能手机摄像头总数达到 44亿颗，平均每部手机搭载摄像头颗数达 3.21 颗。2019 年三星 A9S、诺基亚 9 PureView 分别成为第一款搭载四摄和五摄的手机，手机多摄趋势增长，主要来自多功能驱动，例如“高清”、“广角”、“长焦”、“微距”和“虚化”等各类摄像头提供更多场景应用，并促进多摄视觉解决方案市场规模稳步增长，IDC 预计2020 年平均每部手机搭载摄像头颗数可达5 颗，且这一增长趋势仍在继续。CIS 芯片主要涉及40nm 以上成熟制程，未来晶圆制程需求呈现较快增长40/45nm 以及60nm 主要应用于智能手机;而90nm、0.11/0.13um、0.15/0.18um、0.25um 及以上主要应用于数码相机、录像机、PC 摄像头、数字电视、玩具、安防系统及其他便携设备

268人已浏览 2021-05-21 20页 5星级

1.1.5 IDM 之英特尔：产能紧张仍将持续两年业绩：Non-GAAP(剔除 NAND 业务)，2021Q1 实现营收 185.7 亿美元，基本与 2020Q1持平;净利润 56.95 亿美元，同比下降 6.1%;毛利率为 58.4%，比 2020 Q1 下降 6.1%。Mobileye 的营收和营业利润均创历史新高，分别为 3.77 亿美元和 1.47 亿美元。DCG(数据中心事业群)营收同比下降 20%，主要由云计算客户去库存所致。2020 Q1 DCG 实现营收 55.6 亿美元，略超预期，但仍然同比下降 20%，企业和政府部门于一季度开始恢复，云计算客户库存消化则持续了整个季度。DCG 部门 ASP 同比下降 14%，其中至少一半是由网络 SoC 的强劲增长和产品组合变化所致。目前已有迹象表明客户库存消化基本完成，二季度 DCG 三个部门都将看到增长，其中云计算业务将最为显著。PC 销量创新纪录，CCG(客户计算事业群)营收同比增长 8%至 106 亿美元。2021 Q1 PC 销量同比增长 34%，由于 10nm 工艺产品增加和研发投入的增加，CCG 营业利润同比下降 2%。公司认为 PC 需求量并无减速迹象，教育行业、PC 换机将为 PC 带来机遇。产能紧张仍将持续两年，Intel 推进 IDM 2.0 战略，积极扩产以满足内需和提供代工服务。Intel 将在美国亚利桑那州投资 200 亿美元建设 2 座晶圆厂，并计划在其他地方扩产，使公司成为美国和欧洲代工产能主要提供者。2021 年预计资本支出为 190-200 亿美元。业绩指引：2021Q2 预计 Non-GAAP 营收 178 亿美元，同比下降 2%;Non-GAAP 毛利率57%。2021 全年预计 Non-GAAP 营收 725 亿美元;Non-GAAP 毛利率 57%。1.1.6 IDM 之三星：服务器需求依旧强劲，5G 商用需求不断增长21Q1 单季营收高增，主要系手机/PC/移动设备存储需求驱动。Q1 总营收 65.4 万亿韩元，同比 18.2%，环比 6.2%。强劲增长主要系智能手机销售、个人电脑和移动设备存储器需求推动。IM 部门贡献明显增加，抵消其他业务下降。毛利率 36.5%，同比微降-0.55%环比下降-2.05%;净利率 10.92%，同比上升 2.10%，环比上升 0.18%。营业利润和营业利润率同比均有所增长，主要系智能手机销售稳健，CE 部门盈利能力改善，抵消了显示器季节性疲软和半导体盈利能力下降的影响;产成品销售强劲，产能利用率提高。半导体部门：内存：尽管用于电脑和手机的内存出货稳健，利润小幅下降主要系 Austin 厂电力和供水中断引起的生产中断。NAND 闪存价格下降，与先进工艺迁移相关的初始成本，增加新的内存芯片也拖累了结果。

180人已浏览 2021-05-19 31页 5星级

工业半导体空间广阔，智能制造兴起拉动需求增长。智能制造是工业半导体需求的重要推动力，从目前智能制造的渗透率来看，以中国为例，根据国家工业信息安全发展研究中心的统计，2018 年中国智能制造渗透率最高的电子领域渗透率仅 11%，2020 年平均渗透率仅 8.6%，未来仍有广阔空间。全球视角来看，根据 ABI Research 的预计，工业物联网及智慧城市/建筑 2020 年连接数18.5 亿个，随着智能制造、工业物联网、智慧城市的逐步推进，预计 2023 年合计连接数达到 29.8亿个，3 年复合增长率高达 17%以上，对应半导体需求也将同步提升。疫情后经济复苏、政策为重要催化剂。根据世界银行、IMF 等机构的预测，2021 年世界经济预计迎来强劲反弹，全球 GDP 增速有望达到 4.8%。经济的反弹带来需求和企业收入的增长，企业有更多的资金和动力对智能制造改造进行投入，相关半导体需求有望提升。政策方面，以中国为例，早在 2015 年中国制造 2025计划中就已明确要加快发展智能制造的战略，进入 2020 年，又相继推出智能制造十四五发展规划(2021-2025)和工业互联网创新发展行动计划(2021-2023 年)，其中智能制造十四五发展规划提出 2025 年智能工厂普及率超过 20%，对应现在 8.6%的渗透率有一倍以上的提升空间。

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全球代工行业景气度超预期，且持续性有望较强。近期我们行业跟踪下来，全球晶圆代工厂稼动率、业绩展望纷纷超预期，2021 年资本开支规划更是纷纷明显提升。全球代工市占率超 50%的台积电资本开支虽多，但绝大多数钱去投 7nm 以下的先进制程。客观上导致(1)5G/HPC 需求下，先进制程还是不够用;(2)传统需求增长下，成熟产能也开始捉襟见肘。虽然晶圆厂提升资本开支，但是行业紧张局面估计到 1224 个月后才有望缓解。产能紧张传导至晶圆代工扩产，2021 年资本开支密集上升。从资本支出角度而言，台积电从2020 年170亿美金增长到250280 亿美金(用于N3/N5/N7的资本开支占80%);联电从 2020 年 10 亿美金增长到 15 亿美金(用于的 12 寸晶圆的资本支出占85%);华虹从 2020 年 11 亿美金增长到 2021 年 13.5 亿美金(大部分用于华虹无锡 12 寸);中芯国际 2021 年资本维持高位，达到 43 亿美金(大部分用于扩成熟制程，尤其是8 寸数量扩 4.5 万片/月)全球领先的晶圆代工厂将在 20212023 年之间进行大规模的半导体设备投资，当前的行业热潮有望成为新一轮产业跃升的开端。根据 Counterpoint 预测，全球领先的晶圆代工厂将在 20212023 年之间进行大规模的半导体设备投资。本轮半导体芯片供需失衡的重要原因包括(1)全球晶圆厂在20152019 年扩产不足，尤其是成熟制程;(2)新冠疫情导致供应链中断以及地缘政治的不确定性影响;(3)中长期以 5G 为代表的新技术，包括诸如人工智能、物联网、云计算、新能源汽车等新兴技术需求。虽然，全球晶圆代工厂资本开支增加，但芯片供应紧张并不会在短期内得到解决，何况随着 5G 及新能源汽车趋势下，当前的行业热潮有望成为新一轮产业跃升的开端。供不应求局面，拥有产能的晶圆厂话语权有望增强。SMIC 持续大力扩产，根据公司扩产规划，2020 年增加 3 万片8 寸产能、2 万片 12 寸产能，以及 1.5 万片 FinFET 产能;根据公司第四季度电话财报会议，2021 年继续增加4.5 万片 8 寸产能、1 万片12 寸产能。在成熟制程紧俏的环境下，公司有望持续增强为客户提供服务的能力，提升竞争力。公司在 2020Q4 达到52 万片/月的等效 8 寸产能，中期考虑后面北京 JV 规划的成熟制程10 万片12 寸月产能(相当于22.5 万片/月等效8 寸产能)，产能规划仍有较大增长空间。由于出色的 EBITDA 表现，中芯国际的 EV/EBITDA 估值指标显著低于同行。由于晶圆厂资产具有长期价值，短期过高的折旧摊销使得投入期的晶圆厂 PE 估值相对扭曲(由于收到非经营性利润影响又增加了另一重变量)，因此 EV/EBITDA 在一定程度可以衡量晶圆厂整体企业价值的估值水准，我们认为中芯国际是相对低估的。未来中芯国际仍有开拓 FinFET 机会，这块市场仍有百亿美元空间。受限于美国出口管制条例，预计中芯国际将较难获得“10nm 及以下节点”设备及技术支持，但中芯国际在 1216nm FinFET 以及 28nm 制程段附近仍有较大潜力。根据 Gartner，1216nm、2032nm两段制程市场分别有约100亿美元的市场空间。预计未来随着中芯国际FinFET逐渐成熟，有望加速提升份额。目前中芯国际收入来源主要是 45nm及以上，在 28nm、乃至 14nm 等领域份额较少。随着中芯国际产能扩张、技术成熟，未来有望将目标市场从 45nm 以上扩展到12nm 以上。届时，中芯国际将能代工除了高端手机 AP、CPU、GPU 和 AI 芯片以外的绝大多数芯片领域，较为充分地涵盖手机射频、物联网芯片、矿机芯片、MCU、机顶盒、CIS、指纹、Nor Flash 等多领域。

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东方证券股份有限公司经相关主管机关核准具备证券投资咨询业务资格，据此开展发布证券研究报告业务。东方证券股份有限公司及其关联机构在法律许可的范围内正在或将要与本研究报告所分析的企业发展业务关系。因此，投资者应当考虑到本公司可能存在对报告的客观性 产生影响的利益冲突，不应视本证券研究报告为作出投资决策的唯一因素。有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。深 度 报 告【行 业 证 券 研 究 报 告】电子行业 8 寸晶圆制造供需紧张将持续 去年 12 月 13 日我们发布了8 寸晶圆制造高景气有望持续研究报告，主要从 库存角度探讨了 8 寸晶圆制造高景气的持续性问题，本篇研报我们承接上篇报 告，继续通过供需角度进一步论证了景气的持续性问题。核心观点核心观点 5G、汽车电动化、智能制造拉动、汽车电动化、智能制造拉动 8 寸晶圆制造需求提升寸晶圆制造需求提升。智能手机方面，8 寸 晶圆上制造的芯片仍占据可观地位，以 iPhone X 为例，8 寸晶圆上生产的裸 芯片数量上占比 72%，硅面积占比 32%；未来伴随 5G 换机，PMIC、CIS 芯 片、射频芯片用量提升，带动 8 寸晶圆需求提升。汽车方面，79%（按硅面积）的芯片仍在 8 寸晶圆上生产，随着新能源汽车的放量和自动驾驶逐步渗透，对 8 寸晶圆需求将大幅提升。工业方面，对模拟芯片、分立器件需求较大，我们 估计 70%左右的工业芯片在 8 寸晶圆上生产，未来随着智能制造的逐步渗透，需求提升空间广阔。6 寸晶圆向寸晶圆向 8 寸晶圆转移趋势确定，寸晶圆转移趋势确定，8 寸晶圆向寸晶圆向 12 寸转移有限，短期寸转移有限，短期收益收益不不 足。足。6 寸晶圆需求向 8 寸晶圆转移方面，根据 Yole 的统计和预测，非摩尔定 律器件（功率分立器件、MEMS传感器、CIS、射频芯片）2020 年仍有 55%的晶圆需求在 6 寸及以下晶圆，未来有望逐步向 8 寸晶圆转移；6 寸及以下晶 圆厂的陆续关闭和相关芯片出货量增加成为转移的重要驱动力。但 8 寸需求向 12 寸晶圆转移会遇到信号完整性、出货量较低时平均成本较高、效率改善不 显著等诸多因素的阻碍，预计转移空间有限，进程缓慢，短期难以对 8 寸晶圆 总需求产生实质影响。8 寸晶圆制造产能潜在增量有限。寸晶圆制造产能潜在增量有限。受二手设备供给不足，价格高昂影响，通过 新建和扩建等方式新增 8 寸产能成本提高，近期新增产能成本已和本世纪初相 差不大，但是 8 寸晶圆价格相比本世纪初却有大幅的下降，且建设的 8 寸晶圆 厂预期使用年限更短，成本收益权衡下难有厂商继续通过新建和扩建的方式大 幅增加产能。未来产能仅有可能通过技改和新增设备的方式，但受限于有限的 洁净室空间，潜在增量有限。供需关系紧张态势料将加剧。供需关系紧张态势料将加剧。我们粗略测算 21、22、23 年需求产能比将分别 达到 90%、96%、102%，供需紧张态势将持续；由于头部 8 寸代工厂绑定了 优质的客户以及芯片设计转移晶圆厂需要巨大的成本，因此预期头部厂商产能 将更加紧张，有更大的潜在提价空间。投资建议与投资标的投资建议与投资标的 我们看好 8 寸晶圆代工产业及拥有 8 寸晶圆厂的 IDM 厂商，建议关注闻泰科 技、华虹半导体、华润微、中芯国际。风险提示风险提示 8 寸晶圆相对于 12 寸晶圆成本优势减少、宏观经济复苏不及预期。行业评级 看好看好 中性 看淡(维持)国家/地区 中国 行业 电子行业 报告发布日期 2021 年 01 月 20 日 行业表现行业表现 资料来源：WIND、东方证券研究所 相关报告 中芯被加入实体清单，半导体设备和材料国 产化加速：2020-12-20 8 寸晶圆制造高景气有望持续：2020-12-13 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 2 目 录 1、8 寸晶圆制造供需现状分析寸晶圆制造供需现状分析.5 2、需求回暖，、需求回暖，6 寸向寸向 8 寸晶圆转移带来增量寸晶圆转移带来增量.7 2.1 5G、电动汽车、智能制造、物联网引领 8 寸晶圆需求旺盛.9 2.2 6 寸晶圆需求向 8 寸晶圆转移趋势确定.19 2.3 8 寸晶圆需求向 12 寸转移有限、短期激励不足.21 3.成本收益权衡下，潜在产能增量有限成本收益权衡下，潜在产能增量有限.26 4.供需紧张态势或持续加剧供需紧张态势或持续加剧.30 投资建议投资建议.32 风险提示风险提示.33 oPtNpQnQpPtOtNwPsPmNpPaQaO7NnPpPnPpOkPqQpOjMpNtR7NpPxOxNnPrMxNnRvM 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 3 图表目录 图 1：8 寸硅晶圆需求和供给趋势.5 图 2：部分晶圆厂下游分布情况（2020Q3）.5 图 3：主要 8 寸晶圆代工厂产能利用率走势.5 图 4：2020 年全球分季度汽车产量情况.6 图 5：全球前五大汽车半导体厂商收入及存货走势.6 图 6：美国工业生产指数走势.6 图 7：英飞凌工业业务收入走势.6 图 8：英飞凌 2020 年第四季度分立器件交期及价格走势.7 图 9：安森美 2020 年第四季度分立器件交期及价格走势.7 图 10：8 寸晶圆上生产的主要半导体器件.7 图 11：8 寸晶圆需求分布（按器件类型、2018）.8 图 12：12 寸晶圆需求分布（按器件类型、2020）.8 图 13：8 寸晶圆需求分布（按下游应用、2020E）.8 图 14：12 寸晶圆需求分布（按下游应用、2020）.8 图 15：iPhone X 中不同尺寸晶圆上生产的裸芯片数量.9 图 16：iPhone X 不同尺寸晶圆需求硅面积占比.9 图 17：不同世代 iPhone 对不同尺寸晶圆需求的变化情况（以 2012 年为基期 100%）.9 图 18：4G、5G 手机对部分半导体元件的需求对比.10 图 19：5G 手机 12 寸晶圆硅面积增加 70%（平方英寸）.10 图 20：多摄方案下摄像头配置情况.10 图 21：手机低阶 CIS 芯片预计需求维持旺盛.10 图 22：5G 手机支持频带的增加拉动 PMIC 需求增长.11 图 23：小米 8 与小米 10 PMIC 用量对比（图中仅标识了部分 PMIC，并非全部）.12 图 24：5G 手机新增了 5G 相关的射频模块，增加了 RF IC 的用量.13 图 25：单位智能手机晶圆需求预测.14 图 26：智能手机出货量及预测.14 图 27：汽车半导体格局（按器件类型，2019）.14 图 28：汽车半导体晶圆需求占比（按面积，2018）.14 图 29：汽车半导体含量提升主要驱动因素.15 图 30：动力总成电力化带来汽车单车半导体需求提升.15 图 31：全球新能源汽车销量有望快速增长（百万台）.15 图 32：自动驾驶技术为汽车半导体带来显著增量.16 图 33：不同级别自动驾驶渗透率预测.16 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 4 图 34：汽车半导体市场规模及预测.17 图 35：汽车半导体晶圆需求及预测（Kwpm，等效 8 寸片）.17 图 36：工业半导体市场需求（按器件类型，2020）.17 图 37：工业半导体各尺寸晶圆需求占比粗略估算.17 图 38：智能制造仍有广阔渗透空间.18 图 39：工业物联网及智慧城市/建筑连接数预测（百万）.18 图 40：世界银行和 IMF 对全球 GDP 增速的预测.18 图 41：政策成为工业半导体需求的重要催化剂.19 图 42：非摩尔定律器件制造对应晶圆尺寸情况.19 图 43：非摩尔定律器件的晶圆需求（2018.3，等效八寸片）.20 图 44：2009-2019 年晶圆制造产线关闭数量统计.20 图 45：国外部分厂商计划关闭旗下 6 寸晶圆厂.20 图 46：非摩尔定律器件各尺寸晶圆需求占比预测（按片数，2018.3）.21 图 47：模拟及混合信号半导体元器件可能逐步向 12 寸晶圆转移的部分（图中蓝色部分）.22 图 48：更先进制程需要用到的光罩层数更多.23 图 49：成熟制程光罩组成本随制程缩小指数式增加.23 图 50：成本随制程的缩小增长显著（单位：百万美元）.23 图 51：标称电源电压和信号完整性随着工艺节点的缩小而降低.24 图 52：不同类型半导体器件成本构成对比.24 图 53：eNVM（嵌入式非易失性存储）代工技术供应情况（代表联电、代表中芯国际）.25 图 54：逻辑芯片分类.25 图 55：90nm 及以上逻辑芯片应用场景依然广泛.25 图 56：不同尺寸晶圆厂效率对比.26 图 57：8 寸晶圆厂产能统计及预测（2019.1）.27 图 58：8 寸晶圆厂不同增加产能方式的成本对比.28 图 59：全球 8 寸二手设备供应量走势.28 图 60：国内进口二手 8 寸刻蚀机数量及均价走势.29 图 61：国内 Fab 进口 A 公司刻蚀机均价走势.29 图 62：本世纪初与近期 8 寸晶圆厂建设成本对比.29 图 63：2002-2019 年世界先进 8 寸晶圆 ASP 走势.30 图 64：8 寸晶圆下游需求粗略拆分及增速假设.30 图 65：8 寸晶圆制造供需走势粗略预测.31 图 66：主要 8 寸晶圆代工厂 ASP 走势.32 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 5 1、8 寸晶圆制造供需现状分析寸晶圆制造供需现状分析 根据 SUMCO 的统计，8 寸晶圆需求在 2019 年末触底达到 4800 千片/月，2020 年尽管有疫情的 影响，但是受到 5G、汽车电动化浪潮推动，8 寸晶圆需求逐步回暖，2020 年二季度整体 8 寸晶圆 需求达到 5200 千片/月左右，三季度受库存影响晶圆需求略有减少。相比 6000 千片/月左右的晶圆 制造产能来看，供需关系尚未达到全领域供不应求的状态，但考虑到欧洲部分晶圆产能受限于疫情，消费、汽车等领域供求关系紧张。图 1：8 寸硅晶圆需求和供给趋势 数据来源：SUMCO、SEMI、东方证券研究所 受益于受益于 5G 建设和换机，以通讯、消费类产品为主的建设和换机，以通讯、消费类产品为主的 8 寸晶圆代工厂产能供不应求。寸晶圆代工厂产能供不应求。华虹半导体、中芯国际、联电等大陆和台湾厂商下游以 3C 产品为主，2020 年二季度以来，产能持续满载。图 2：部分晶圆厂下游分布情况（2020Q3）图 3：主要 8 寸晶圆代工厂产能利用率走势 数据来源：相关公司公告、东方证券研究所 数据来源：相关公司公告、东方证券研究所 0 0%华虹中芯国际联电 3C产品（通讯、消费电子、电脑）其他 7000%联电中芯国际 华虹半导体（8寸）世界先进 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 6 汽车半导体受疫情冲击大，三季度强劲反弹。汽车半导体受疫情冲击大，三季度强劲反弹。2020 年第二季度全球汽车产量仅约 1330 万台，第 三季度反弹至 2090 万台，环比增长达 57%。前五大汽车半导体厂商收入（包括汽车外的业务收 入）也从二季度的 109 亿美元提升至 129 亿美元，环比增长 18%，单季收入达到了 2018 年整体 8 寸产能供不应求时的水平。图 4：2020 年全球分季度汽车产量情况 图 5：全球前五大汽车半导体厂商收入及存货走势 数据来源：OICA、东方证券研究所 注：统计在内的包括 Infineon、NXP、TI、Renesas、STMicro 数据来源：Bloomberg、东方证券研究所 工业领域受疫情冲击，未来有望逐步回暖。工业领域受疫情冲击，未来有望逐步回暖。以全球主要经济体之一的美国为例，从美联储理事会统 计的工业生产指数上看，截至 2020 年 12 月初工业生产尚未恢复至疫情前水平，拖累了工业半导 体市场需求。从英飞凌工业业务的收入也可以看到，由于下游需求的疲软，2020 年三季度工业业 务收入仍为负增长。图 6：美国工业生产指数走势 图 7：英飞凌工业业务收入走势 数据来源：美联储理事会、东方证券研究所 数据来源：infineon、东方证券研究所 23.2 22.9 21.4 24.3 17.9 13.3 20.9 0 5 10 15 20 25 30 2019Q1 2019Q2 2019Q3 2019Q4 2020Q1 2020Q2 2020Q3 全球汽车产量（百万台）60 70 80 90 100 110 120 130 140 营业收入（亿美元）存货（亿美元）90 95 100 105 110 115 120 2015/1/1 2015/6/1 2015/11/1 2016/4/1 2016/9/1 2017/2/1 2017/7/1 2017/12/1 2018/5/1 2018/10/1 2019/3/1 2019/8/1 2020/1/1 2020/6/1 2020/11/1 美国工业生产指数-10%-5%0%5)0 300 310 320 330 340 350 360 370 工业业务收入(左,百万欧元)同比(右,%）有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 7 未来，我们认为随着 5G 智能手机需求、电动汽车需求的进一步释放、工业领域需求的逐步回暖，供不应求的情况将逐步从 3C 产品领域拓展到汽车领域，最后蔓延至整个 8 寸晶圆制造行业，并将 在较长的时间内持续。从半导体器件的交期趋势已可初见端倪，根据富昌电子的统计数据，英飞凌 作为全球最大的汽车半导体分立器件供应商，分立器件交期普遍延长，部分产品价格（如低压、高 压 MOSFET）也已出现上涨，安森美半导体情况亦然。图 8：英飞凌 2020 年第四季度分立器件交期及价格走势 图 9：安森美 2020 年第四季度分立器件交期及价格走势 数据来源：富昌电子、东方证券研究所 数据来源：富昌电子、东方证券研究所 2、需求回暖，、需求回暖，6 寸向寸向 8 寸晶圆转移带来增量寸晶圆转移带来增量 8 寸晶圆以生产寸晶圆以生产 OSD 器件、模拟芯片和低阶逻辑类芯片为主。器件、模拟芯片和低阶逻辑类芯片为主。从具体产品类别上看，主要包括 CIS 芯片、PMIC（130nm-65nm）、MCU（180nm-90nm）、RF IC、MEMS（0.7um-2um）、功率分 立器件（1um）、显示驱动 IC、嵌入式非易失性存储（eNVM）等，广泛应用于消费电子、汽 车、工业、新兴物联网产品中。图 10：8 寸晶圆上生产的主要半导体器件 数据来源：Applied Materials、东方证券研究所 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 8 从下游占比来看，对于 8 寸晶圆（200mm 晶圆），2018 年逻辑类器件需求占比 25%，其次是模拟 芯片，占比 22%，光电子、分立器件、微处理器、存储、传感器分别占比 16%、15%、9%、8%和 5%。12 寸晶圆（300mm 晶圆）以生产逻辑芯片、NAND 和 DRAM 为主，三者分别占比 31%、32%和 26%，占到 12 寸晶圆总需求的 90%以上。图 11：8 寸晶圆需求分布（按器件类型、2018）图 12：12 寸晶圆需求分布（按器件类型、2020）数据来源：Semico Research、东方证券研究所 数据来源：SUMCO、东方证券研究所 汽车、工业、智能手机为汽车、工业、智能手机为 8 寸晶圆主要下游。寸晶圆主要下游。从下游应用来看，对于 8 寸晶圆，汽车、工业（包 括智慧工厂、智慧城市、自动化）、智能手机为主要下游，分别占比 33%、27%和 19%。而对于 12 寸晶圆，智能手机、PC/平板、服务器为主要下游，分别占比 32%、20%、18%，汽车、工业类 应用占比较小，分别仅占 5%左右。图 13：8 寸晶圆需求分布（按下游应用、2020E）图 14：12 寸晶圆需求分布（按下游应用、2020）注：“其他”包括白电、PC、平板、数码相机等。数据来源：SUMCO、东方证券研究所 数据来源：SUMCO、东方证券研究所 25%9%8%5%逻辑 模拟 光电子 分立器件 微处理器 存储 传感器 312&%逻辑 NAND DRAM CIS及其他 33!%汽车 工业 智能手机 其他 202%4%5%5%6%PC/平板 服务器 智能手机 通信 工业 电视/游戏机 汽车 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 9 2.1 5G、电动汽车、智能制造、物联网引领 8 寸晶圆需求旺盛 智能手机：智能手机：5G 手机手机 8 寸晶圆硅面积提升寸晶圆硅面积提升 静态角度看，依托静态角度看，依托 8 寸晶圆生产的芯片在智能手机中依然占据可观地位。寸晶圆生产的芯片在智能手机中依然占据可观地位。以 iPhone X 为例，其中 用到的 121 个裸芯片中，87 个在 8 寸的晶圆上生产，数量上占比 72%，硅面积占比 32%。图 15：iPhone X 中不同尺寸晶圆上生产的裸芯片数量 图 16：iPhone X 不同尺寸晶圆需求硅面积占比 数据来源：Applied Materials、东方证券研究所 数据来源：Applied Materials、东方证券研究所 动态角度看，消费电子产品对动态角度看，消费电子产品对 8 寸晶圆的需求量逐年快速增长。寸晶圆的需求量逐年快速增长。通过追踪 2012-2017 年 iPhone BoM 信息可以发现，从需求不同尺寸晶圆硅面积的变化情况来看，如果以 2012 年为基期，由于 制程的升级提高了晶圆的产出效率，因此对 12 寸晶圆的需求基本持平，但对于 8 寸和 6 寸晶圆的 需求却快速增长，2012-2017 年 CAGR 分别为 9.5%和 6%，累计硅面积需求增长分别为 57%和 34%，其中 8 寸晶圆需求的增长主要来源于 PMIC 数量的增加等因素。图 17：不同世代 iPhone 对不同尺寸晶圆需求的变化情况（以 2012 年为基期 100%）数据来源：Applied Materials、东方证券研究所 19 87 15 IC-300mm晶圆 IC-200mm晶圆 IC-150mm晶圆 662%2%IC-300mm晶圆 IC-200mm晶圆 IC-150mm晶圆 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 201220132014201520162017 硅面积-300mm晶圆硅面积-200mm晶圆硅面积-150mm晶圆 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 10 5G 将进一步提升手机的单机硅面积，带来晶圆需求的提升：一方面，逻辑、存储升级带动一方面，逻辑、存储升级带动 12 寸晶圆需求增加。寸晶圆需求增加。5G 手机相对于 4G 手机，DRAM 从 1-12GB 升级到 6-12GB，NAND 从 8-512GB 升级到 128-512GB，处理器也从 4-8 核升级至 8 核，摄像头 数量的增加带动 CIS 芯片数量从 1-7 个提升至 4-7 个，另外，还增加了 5G 调制解调器。根据 SUMCO 的测算，5G 手机相比于 4G 手机，单机 12 寸晶圆的需求将提升 70%。图 18：4G、5G 手机对部分半导体元件的需求对比 图 19：5G 手机 12 寸晶圆硅面积增加 70%（平方英寸）4G 5G DRAM 1-12GB 6-12GB NAND 8-512GB 128-512GB AP 4-8 核 8 核 5G modem-1 颗独立或整合 CIS 1-7 4-7 数据来源：SUMCO、东方证券研究所 数据来源：SUMCO、东方证券研究所 另一方面，另一方面，CIS、PMIC、RFIC 带动带动 8 寸晶圆需求也将进一步提升。寸晶圆需求也将进一步提升。低阶低阶 CIS 需求旺盛。需求旺盛。CIS 方面，高像素 CIS 芯片主流制程为 55nm，部分已采用 40nm 或 28nm，在 12 寸晶圆上生产；而低像素 CIS 芯片主要在 8 寸晶圆上生产。手机是 CIS 的主要市场，随着 多摄配置的不断普及，前置摄像头不断增加，200 万像素、500 万像素摄像头需求提升；后置摄像 头方面，承担景深摄像、微距摄像职能的副摄像头广泛地使用了 200 万像素配置，拉动低像素 CIS 芯片市场需求维持旺盛。根据 Frost&Sullivan 的预测，200 万及以下像素手机 CIS 芯片出货 量预计将从 2020 年的 16.4 亿颗增长至 2021 年的 17.6 亿颗，并在之后 3 年中整体维持年均 17.5 亿颗左右的旺盛需求。另外，低像素 CIS 芯片也将在手机之外的智能、物联浪潮中兴起更大的需 求。图 20：多摄方案下摄像头配置情况 图 21：手机低阶 CIS 芯片预计需求维持旺盛 项目 摄像头功能 像素 前置摄像头（1-3 个）主摄像头 500 万及以上为主 副摄像头（3D 深感、手势识别等）200 万及以下为主 后置摄像头（2-5 个）主摄像头 800 万及以上为主 副摄像头（3D 深感、广角、长焦、景深、微距、ToF 等）800 万及以下为主 0 1 2 3 4G5G Logic/CISNANDDRAM 0 5 10 15 20 200万像素（亿颗）200万像素以下（亿颗）有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 11 数据来源：格科微招股说明书、东方证券研究所 数据来源：Frost&Sullivan、东方证券研究所 5G 手机手机 PMIC 用量倍增。用量倍增。一方面，5G 手机需要支持更多的 Ratios 和频带，给手机内部电源管理 带来了更大的压力，因此需要更多的 PMIC；另一方面，多核处理器、高清显示、高像素摄像头 都增加了功耗，对快充需求的提升、无线充电功能的增加也拉动了 PMIC 的用量。4G 手机平均 PMIC 用量在 4-5 颗，而升级到 5G 后用量可达到 7-8 颗。图 22：5G 手机支持频带的增加拉动 PMIC 需求增长 数据来源：TestconX、东方证券研究所 以小米系列为例，小米 8（4G）PMIC 的用量为 4 颗，小米 10（5G）PMIC 的用量则达到了 8 颗，5G 及无线充电等功能升级带来了 PMIC 用量的翻倍增长。有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 12 图 23：小米 8 与小米 10 PMIC 用量对比（图中仅标识了部分 PMIC，并非全部）注：小米 10 基带电源芯片及充电芯片未在图中标注，小米 8 电池充电芯片未列示在 BOM 表中 数据来源：Tech insights、集微网、东方证券研究所 5G 手机对于手机对于 5G 频带的支持需要增加额外的射频芯片。频带的支持需要增加额外的射频芯片。这里以 Qorvo 给出的解决方案为例，5G 通信需要增加单独的射频模块，在下面方案的射频模块中，Sub-6GHz 的支持新增了两个 QM81050 APT 射频芯片（Band N77/N79）。而从图 15 小米 10 和小米 8 的拆解中也可以看到，小 米 10 相对小米 8 新增了 Qualcomm QPM5677 PAM（Band N77/N78）和 Qualcomm QPM5679（Band N79）两款芯片支持 N77、N78、N79 频带的通信。有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 13 图 24：5G 手机新增了 5G 相关的射频模块，增加了 RF IC 的用量 数据来源：Qorvo、东方证券研究所 5G 手机有望快速渗透，带动手机有望快速渗透，带动 8 寸晶圆需求提升。寸晶圆需求提升。受益于 5G 手机 PMIC、RFIC、CIS 用量提升，单机 8 寸晶圆需求提升，2020 年智能手机单机 8 寸晶圆需求为 0.45 平方英寸（由 SUMCO 2018 年预测数据算得），我们假定 2020-2023 年单机晶圆需求增速为 5%，则 2023 年单机 8 寸晶圆需求 将达到 0.53 平方英寸。手机出货量方面，后续随着疫情的恢复以及 5G 产业链的成熟，5G 手机有 望快速渗透并带动整个手机出货，2020-2024 年总体出货量 CAGR 有望达到 4.8%，其中 5G 手机 出货量有望从 2020 年的 2.4 亿台增长到 2024 年的 8 亿台，渗透率有望达到 54%。伴随着 5G 手 机的快速渗透，智能手机领域 8 寸晶圆制造需求有望快速提升。有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 14 图 25：单位智能手机晶圆需求预测 图 26：智能手机出货量及预测 注：8 寸晶圆 17-20 年部分为根据 SUMCO 2018 年预测数据算得，21-23 年 假定增速为 5%；12 寸晶圆需求为 SUMCO 2020 年预测数据 数据来源：SUMCO、东方证券研究所 数据来源：IDC、东方证券研究所 汽车：电动化、自动驾驶推动半导体需求提升，汽车：电动化、自动驾驶推动半导体需求提升，8 寸晶圆增量最大寸晶圆增量最大 汽车半导体器件主要通过汽车半导体器件主要通过 8 寸晶圆制造。寸晶圆制造。从汽车各类半导体器件的用量来看，根据 Gartner 的数 据，ASIC/ASSP 是用量最大的部分，占比 33%；其次是 MCU 和分立器件，分别占比 17%和 15%；光电子、传感器、模拟芯片分别占比 10%、10%和 7%；逻辑芯片和存储芯片占比最小，分 别为 5%和 2%。由于标准逻辑芯片和存储芯片用量较小，所以对应 12 寸晶圆需求较小，根据 SUMCO 2018 年的统计数据，8 寸晶圆需求占到了汽车半导体需求中的 79%，12 寸晶圆需求仅占 比 12%。图 27：汽车半导体格局（按器件类型，2019）图 28：汽车半导体晶圆需求占比（按面积，2018）数据来源：Gartner、东方证券研究所 数据来源：SUMCO、东方证券研究所 未来汽车半导体含量有望快速提升，电动化、自动驾驶和舒适性升级是主要驱动力。未来汽车半导体含量有望快速提升，电动化、自动驾驶和舒适性升级是主要驱动力。电动汽车渗 透率提升；自动驾驶由目前的仅 ADAS 和碰撞预警未来将升级至 L3/L4/L5；半导体含量更高的高 阶舒适和安全配置逐步向中端汽车渗透都成为重要推动力。0 0.5 1 1.5 2 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020E2021E2022E2023E 单机8寸晶圆需求（平方英寸）单机12寸晶圆需求（平方英寸）0 0P%0 5 10 15 20 20192020E2021E2022E2023E2024E 4G手机和其他（左，亿台）5G手机（左，亿台）5G渗透率（右，%）7%5%23%模拟 分立器件 存储 MCU 光电子 传感器(非光电)逻辑 ASIC/ASSP 9y0mm 200mm 300mm 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 15 图 29：汽车半导体含量提升主要驱动因素 数据来源：Infineon、东方证券研究所 电动化方面，动力传动系统电气化升级将提高以功率半导体为主的半导体用量。电动化方面，动力传动系统电气化升级将提高以功率半导体为主的半导体用量。单车用量方面，根据英飞凌的数据，2015-2019 年燃油车（ICE）半导体含量由 338 美元提升至 417 美元，升级至 MHEV、FHEV/PHEV、BEV 对应的半导体含量还将提升至 531、785、775 美元，其中功率半导 体的增量分别为 90、305、350 美元。新能源车出货量方面，根据英飞凌及相关机构的预测，各类 电动汽车销量有望从 2018 年的不足 500 万辆增长至 2030 年的近 6000 万辆，增幅为 10 倍以上，带动汽车半导体市场高速发展。图 30：动力总成电力化带来汽车单车半导体需求提升 图 31：全球新能源汽车销量有望快速增长（百万台）注：ICE-燃油车，MEHV-轻混车，PHEV-插电混动车、BEV-纯电动车 数据来源：Infineon、盖世汽车、东方证券研究所 数据来源：Infineon、IHS、Strategy Analytics、东方证券研究所 自动驾驶为汽车带来显著半导体需求增量。自动驾驶为汽车带来显著半导体需求增量。自动驾驶已成大趋势，环境信息的感知是实现自动驾 驶的基础，越高级别的自动驾驶对信息感知能力的需求越高，对应的半导体价值量也会相应提 升。根据 NXP 和 Strategy analysis 的数据，L1/2 级别的自动驾驶仅需要 1 个摄像头模组、1-3 个 超声波雷达和激光雷达，以及 0-1 个融合传感器，新增半导体价值在 100-350 美元，而 L3 级别新 0 10 20 30 40 50 60 70 20182020E2025E2030E MHEVFHEV/PHEVBEV 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 16 增半导体价值量在 600 美元左右，至 L4/5 级别自动驾驶车辆将会引入 7-13 个超声波雷达和激光 雷达、6-8 个摄像头模组并会引入 V2X 模块以及多传感器融合方案，新增半导体价值在 1000 美 元以上。图 32：自动驾驶技术为汽车半导体带来显著增量 数据来源：Strategy analysis、恩智浦、互联网、东方证券研究所 根据 Strategy analysis 的预测，至 2025 年，汽车出货中将有 73%配备不同程度的自动驾驶功能，其中 Level 1 46%，Level2 27%，至 2035 年，95%的车有不同级别的自动驾驶功能，其中 Level 3 及以上将占比 20%以上，带动半导体需求快速提升。图 33：不同级别自动驾驶渗透率预测 数据来源：Strategy analysis、东方证券研究所 0 0 152020202520302035 Level 0Level 1Level 2Level 3Level 4Level 5 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 8寸晶圆制造供需紧张将持续 17 总体汽车半导体市场规模方面，根据 IHS 的预测，汽车半导体市场规模将从 2020 年的 292 亿美 元增长至 2023 年的 451 亿美元，20-23 年 CAGR 为 15.6%。对应的晶圆需求方面，根据 SUMCO 的测算，2018 年汽车半导体晶圆总需求约 2000 千片/月，其中 8 寸片约 1600 千片/月，至 2022 年，有望增长至 3100 千片/月以上，其中 8 寸片需求达到 2400 千片/月以上。图 34：汽车半导体市场规模及预测 图 35：汽车半导体晶圆需求及预测（Kwpm，等效 8 寸片）数据来源：IHS、意法半导体、东方证券研究所 数据来源：SUMCO、东方证券研究所 工业及物联网：智能制造持续渗透、物联网连接数提升，对应半导体需求提升工业及物联网：智能制造持续渗透、物联网连接数提升，对应半导体需求提升 工业领域半导体器件主要在工业领域半导体器件主要在 8 寸晶圆生产。寸晶圆生产。工业及物联网领域对于模拟芯片、分立器件、MCU/MPU、射频、传感器、MEMS、光电子器件均有较大需求，主要以 8 寸晶圆上生产为主。

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行业投资策略行业投资策略 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 2/60 目目 录录 1、集成电路景气回暖，集成化趋势持续推进.6 1.1、集成电路市场空间广阔，国家政策积极支持.9 1.2、下游需求预将回暖，集成化趋势持续推进.13 2、晶圆制造中先进制程未来必定依赖代工模式，前景可期.15 2.1、晶圆制造是集成电路产业链核心环节，晶圆代工规模稳定增长.15 2.2、晶圆代工行业市场集中度较高，随技术节点提升继续提高.18 2.3、受益标的.19 3、封测行业景气度较高，先进封装是未来趋势.20 3.1、国内封测行业市场广阔，长期增速稳定.20 3.2、封测行业市场集中度较高，国内龙头已进入国际第一梯队.21 3.3、晶圆厂产能扩张带动封测需求，先进封装是未来趋势.22 3.4、受益标的.26 4、中美摩擦带来机遇，半导体设备面临国产替代良机.27 4.1、半导体清洗设备需求持续提升.29 4.1.1、半导体设备市场集中度较高.30 4.1.2、产业链转移，技术要求提升增大清洗设备需求量.31 4.2、刻蚀设备面临发展良机.32 4.2.1、“新应用领域 全球性产业转移 制造工艺进步”使国内刻蚀设备市场面临黄金发展机遇.33 4.2.2、受益标的.34 5、半导体材料种类繁多，国产化替代趋势明显.35 5.1、半导体硅片规模持续扩大，国内企业加速追赶.37 5.1.1、半导体硅片市场规模持续扩大.37 5.1.2、境外企业垄断，国内企业加快追赶世界水平.39 5.1.3、受益标的.40 5.2、湿电子化学品集中度高，替代空间较大.40 5.2.1、湿电子化学品市场发展迅速，集中度较高.40 5.2.2、受益标的.42 5.3、特种气体国内空间巨大，国产替代大势所趋.43 5.3.1、特种气体市场增长迅速.43 5.3.2、市场集中度较高，寡头垄断明显.46 5.3.3、特种气体国产化是大势所趋.48 5.3.4、受益标的.49 5.4、溅射靶材行业增长迅速，市场集中度较高.50 5.4.1、全球溅射靶材行业规模增长迅速，平板显示、光伏、半导体是主要应用领域.50 5.4.2、全球靶材市场主要由日美公司所掌控，市场集中度较高.55 5.4.3、受益标的.57 6、风险提示.58 图表目录图表目录 图 1：集成电路是核心的半导体终端产品之一.7 rQtMqQsMoPtPnMmOrMsNtO6McM9PtRpPoMoOiNqRmNeRtQoOaQoPtPvPtPxPwMoNsN 行业投资策略行业投资策略 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 3/60 图 2：上游筑基，下游广阔.7 图 3：全球半导体产业链向中国大陆转移.7 图 4：半导体产业链主要分为设计、制造和封测.8 图 5：全球半导体行业市场规模巨大.8 图 6：全球半导体市场预计逐渐回暖.8 图 7：中国半导体市场规模增速较高.9 图 8：全球半导体市场规模亚太地区占比较高.9 图 9：集成电路产业链包括核心产业链、支撑产业链以及需求产业链.10 图 10：2019 年全球集成电路市场规模有所下滑.10 图 11：中国集成电路市场保持较高增速.10 图 12：中国集成电路产量稳步上升.11 图 13：中国大陆集成电路贸易逆差较大.11 图 14：中国集成电路未来预计将保持高速发展.12 图 15：国家相继出台产业政策，以市场化运作的方式推动集成电路产业的发展.12 图 16：2020-2021 年有望是下一扩张期的开端.14 图 17：2021 年数据中心、通讯行业预计增速较慢（十亿美元）.14 图 18：芯片内：2019 年代工厂 40nm 以下制程占比达 47%.15 图 19：芯片间：主芯片 SoC 化，外围芯片数模混合化.15 图 20：晶圆制造是集成电路产业链中的核心环节.16 图 21：全球晶圆代工市场规模稳定增长.18 图 22：中国大陆晶圆代工行业发展速度较快.18 图 23：晶圆代工行业呈明显的行业寡头垄断特征.18 图 24：中芯国际占中国纯晶圆代工市场份额的 18%.19 图 25：随着技术节点的不断缩小，集成电路制造的设备投入呈大幅上升的趋势.19 图 26：中国在全球封测市场中占有率较高.20 图 27：2019 年全球封测行业市场规模达 564 亿美元.21 图 28：中国 IC 封测行业高速增长，CAGR 达 17.5%.21 图 29：2019 年全球封测行业 CR10 达到 81%.21 图 30：2019 年中国封测行业全球市占率高达 64%.21 图 31：封测行业市场集中度持续提升.22 图 32：半导体封装技术发展大致分为四个阶段.24 图 33：传统倒装向倒装芯片、晶圆级封装演进.24 图 34：先进封装收入增速远高于传统封装市场.25 图 35：我国 2015-2019 年先进封装占全球比例逐渐提升.26 图 36：不同设备市场规模差距较大.27 图 37：2019 年全球半导体设备规模同比下滑.28 图 38：全球半导体设备规模预计稳定增长（亿美元）.28 图 39：2019 年中国半导体设备市场销售额 135 亿美元.28 图 40：全球半导体设备市场呈现高度垄断的竞争格局.29 图 41：全球半导体清洗设备规模未来预计稳定增长.29 图 42：湿法清洗在清洗步骤中占比达 90%.30 图 43：全球半导体清洗设备市场集中度较高.31 图 44：国产半导体专用设备替代率较低.32 图 45：工艺进步导致清洗步骤增加.32 行业投资策略行业投资策略 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 4/60 图 46：晶圆制造环节的刻蚀设备约占所有设备的 19.4%.33 图 47：刻蚀设备的全球参与者以泛林半导体、东京电子以及应用材料为主（2017 年）.33 图 48：10 纳米多重模板工艺增加刻蚀次数.34 图 49：NAND 层数增加要求刻蚀技术可加工更高深宽比.34 图 50：半导体材料产业链全景图，国外公司为主.36 图 51：全球半导体材料市场规模稳定增长.36 图 52：中国半导体材料 2012-2019 年 CAGR6.8%.36 图 53：全球半导体分材料市场占比中硅片占比最高.37 图 54：半导体硅片行业处于产业链上游，支撑半导体行业的发展.37 图 55：全球半导体硅片销售额预计持续回暖.38 图 56：全球半导体硅片出货量稳步提升.38 图 57：中国硅片市场规模 2014 年开始稳定增长.39 图 58：6 英寸及以下尺寸硅片仍是国内市场的主要产品.39 图 59：2018 年半导体硅片行业 CR5 达 92.57%.39 图 60：全球湿电子化学品市场预计稳定增长.41 图 61：国内湿电子化学品市场规模快速增长.41 图 62：国内湿化学品需求量稳定增长.41 图 63：2018 年欧美、日、韩大厂商占据全球湿电子化学品市场 80%以上市场规模.42 图 64：工业气体可分为大宗气体和特种气体.43 图 65：半导体领域对特种气体的需求最大.44 图 66：全球工业气体市场规模 2010-2018 年稳定增长.45 图 67：中国工业气体市场规模 2010-2018 年稳定增长.45 图 68：相比国外，我国人均气

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东方证券股份有限公司经相关主管机关核准具备证券投资咨询业务资格，据此开展发布证券研究报告业务。东方证券股份有限公司及其关联机构在法律许可的范围内正在或将要与本研究报告所分析的企业发展业务关系。因此，投资者应当考虑到本公司可能存在对报告的客观性 产生影响的利益冲突，不应视本证券研究报告为作出投资决策的唯一因素。有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。深 度 报 告 【行 业 证 券 研 究 报 告】电子行业 晶圆代工：制造业巅峰，国内追赶加速 核心观点核心观点 摩尔定律仍在延续，摩尔定律仍在延续，技术升级技术升级节奏放缓为节奏放缓为中芯国际中芯国际追赶创造机会追赶创造机会：台积电与 三星计划 2022 年量产 3nm 芯片、IMEC 已经规划 1nm，摩尔定律仍然在 维持，但进一步提升推动摩尔定律难度会显著提升：巨额的资本投入与研发 投入、不断升级的晶体管工艺、更为先进的光刻机，以及对沉积与刻蚀、检 测、封装等环节也均有更高的要求。正是因为面临巨大的资本和技术挑战，以及晶圆制造技术迭代快，行业呈现寡头集中，目前全球仅有台积电、三星、Intel 在进一步紧跟摩尔定律，中芯国际在持续追赶，其他制造厂商全面转 向特色工艺的研究与开发。未来技术升级节奏将逐步放缓，为中芯国际追赶 国际头部厂商创造了机会。先进制程与成熟工艺齐飞先进制程与成熟工艺齐飞，晶圆代工赛道持续繁荣，晶圆代工赛道持续繁荣：5G 通信网络的建设不 断推进，不仅带动数据量的爆炸式提升，要求芯片对数据的采集、处理、存 储效率更高，而且也催生了诸多 4G 时代难以实现的终端应用，如物联网、车联网等，增加了终端对芯片的需求范围。芯片需求的增长将使得晶圆代工 赛道受益。根据 IHS 的预测，先进工艺晶圆代工市场规模有望从 2020 年的 212 亿美元增长到 2025 年的 442 亿美元，CAGR 为 15.8%，成熟工艺晶 圆代工有望从 2019 年的 372 亿美元增长到 2025 年 415 亿美元，CAGR 为 2.2%。需求与政策双重驱动，国内晶圆代工迎来良机需求与政策双重驱动，国内晶圆代工迎来良机：国内集成电路市场需求旺 盛，根据 IC insight 数据，2018 年国内半导体需求为 1550 亿美元，约占全 球 33%的份额，而且国内 IC 设计企业数量还在快速增加，尤其近几年，在 国内政策的鼓励下，以及中美贸易摩擦的背景下，国内 IC 设计公司数量 2010-2019 年 CAGR 为 13%，并形成了细分领域的头部 IC 设计公司，IC Insight 预测 2023 年中国集成电路市场需求有望达到 2290 亿美元。与之相 比的是晶圆代工市场份额严重不足，根据拓墣研究的数据，2020Q2，中芯 国际和华虹半导体份额加起来才 6%，晶圆代工自给率严重不足，未来市场 空间巨大。同时，国务院、财政部、工信部、证监会等多部门不断出台减税 免税、产业培育、产业融资等政策，国内晶圆代工企业迎来发展良机。投资建议与投资标的投资建议与投资标的 受益需求与国内政策双重驱动，国内晶圆代工迎来良机。建议关注：国内晶 圆代工龙头，突破先进制程瓶颈的中芯国际、特色化晶圆代工与功率半导体 IDM 双翼发展的华润微、坚持特色工艺，盈利能力强的华虹半导体。风险提示风险提示 半导体需求不及预期；关键半导体设备不能购买的风险；设备材料研发低 于预期；龙头厂商挤压风险。行业评级 看好看好 中性 看淡(维持)国家/地区 中国 行业 电子行业 报告发布日期 2020 年 10 月 18 日 行业表现行业表现 资料来源：WIND、东方证券研究所 证券分析师 蒯剑 021-63325888*8514 执业证书编号：S0860514050005 香港证监会牌照：BPT856 证券分析师 马天翼 021-63325888*6115 执业证书编号：S0860518090001 联系人 唐权喜 021-63325888*6086 联系人 李庭旭 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 晶圆代工：制造业巅峰，国内追赶加速 2 目 录 1 晶圆代工行业持续增长，行业呈现寡头集中.5 2 摩尔定律延续，先进制程与成熟工艺齐飞.9 2.1 摩尔定律延续，技术难度与资本投入显著提升.9 2.2 先进制程占比持续提升，成熟工艺市场不断增长.12 3 终端需求旺盛，晶圆代工赛道持续繁荣.15 3.1 5G 推动手机芯片需求量上涨.15 3.2 云计算前景广阔，服务器有望迎来快速增长.17 3.3 三大趋势推动汽车半导体价值量提升.19 3.4 IoT 快速增长，芯片类型多.21 4 需求与政策双重驱动，国内晶圆代工迎来良机.23 4.1 国内 IC 设计企业快速增长，代工需求进一步放量.23 4.2 政策与融资支持，中国晶圆代工企业迎来良机.27 5 投资建议.29 风险提示.37 oPtOrQpPnQrQpQsQqNmMpQ6MdN7NsQoOpNrRfQrQpPeRpOyR8OnMrPxNsPpOMYrQqN 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 晶圆代工：制造业巅峰，国内追赶加速 3 图表目录 图 1：晶圆代工流程.5 图 2：全球晶圆代工市场规模.5 图 3：1991-2019 年台积电营业收入变化.6 图 4：代工行业呈现寡头集中.6 图 5：11-19 年台积电和中芯国际资本支出（亿元）.7 图 6：晶圆管结构变化.7 图 7：光刻机工艺进程.8 图 8：晶圆代工技术迭代快.8 图 9：每千美元买到的算力随着时间的推移呈现指数级增加.9 图 10：台积电先进节点已经规划到 3nm.10 图 11：IMEC 先进节点已经规划到 1nm.10 图 12：先进制程建设成本显著提升.10 图 13：先进制程设计成本显著增加.10 图 14：晶体管工艺路线图.11 图 15：ASML 预测半导体制程升级规划.11 图 16：先进制程追赶者减少.12 图 17：芯片制程持续提升.12 图 18：先进制程占比会持续提升.12 图 19：12 寸晶圆和 8 寸晶圆对比.13 图 20：14-19 年台积电高压及电源管理晶片出货量.13 图 21：成熟工艺晶圆代工市场规模（亿美元）.13 图 22：主要代工厂特色工艺.14 图 23：晶圆代工市场规模预测（亿美元）.15 图 24：5G 手机出货及预测（百万台，20Q1）.16 图 25：手机芯片制程工艺不断提升.16 图 26：智能手机对晶圆的需求（12 寸，千片/月）.16 图 27：射频前端市场规模及预测.17 图 28：韩国用户数据使用量对比：5G 是 4G 的 2.6 倍.17 图 29：中国 5G 用户数预测（万人）.17 图 30：2015-2024 年中国云计算产业规模及预测.18 图 31：2017-2024 年全球服务器市场出货量及预测.19 图 32：服务器对晶圆的需求预测（千片/月，12 寸片）.19 图 33：汽车对半导体器件需求激增.20 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 晶圆代工：制造业巅峰，国内追赶加速 4 图 34：19-22 年车用半导体 CAGR 为 12%（亿美元）.20 图 35：英伟达自动驾驶芯片的制程不断提升.21 图 36：自动驾驶带来的半导体价值增量.21 图 37：18-23 年全球物联网市场规模 CAGR 为 22.5%（亿美元）.22 图 38：19-25 年中国 IOT 设备连接数量及预测（亿台）.22 图 39：物联网终端需要多种类型芯片.23 图 40：半导体产业向中国转移.24 图 41：国内半导体需求旺盛，自给不足（亿美元）.24 图 42：国内 IC 设计公司数量快速增加.25 图 43：中国芯片设计成长率远高于其他公司（亿美元）.25 图 44：国内重要的 IC 设计公司.26 图 45：中国是全球半导体最大的需求市场（亿美元）.27 图 46：20Q2 全球晶圆代工市占率.27 图 47：国家集成电路产业发展推进纲要对芯片产业的规划.27 图 48：国家政策全力支持半导体领域发展.28 图 49：国内主要晶圆代工厂融资情况.29 图 50：中芯国际生产技术节点回顾.30 图 51：公司营业收入及增速.30 图 52：公司净利润情况.30 图 53：公司下游收入分布（按领域）.31 图 54：公司下游收入分布（按地域）.31 图 55：公司产能统计及未来规划.32 图 56：公司为国内主要的半导体特种工艺平台之一.33 图 57：华润微功率半导体销售额国内第一（2018）.33 图 58：公司主要产线及产能情况.33 图 59：16-19 年公司主要业务毛利率情况.34 图 60：16-20H1 两大业务收入占比情况.34 图 61：16-20H1 公司销售、管理费用率情况.34 图 62：16-20H1 公司净利润持续显著提升.34 图 63：公司营业收入恢复快速增长（亿元）.35 图 64：归母净利润 2020H1 成倍提升.35 图 65：华虹半导体产能.35 图 66：华虹特色工艺及工艺节点.36 图 67：2019 年华虹收入结构.36 图 68：15-19 年华虹营业收入变化.36 图 69：15-19 年华虹净利率及毛利率.36 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 晶圆代工：制造业巅峰，国内追赶加速 5 1 晶圆代工行业持续增长，行业呈现寡头集中晶圆代工行业持续增长，行业呈现寡头集中 台积电开启晶圆代工台积电开启晶圆代工时代时代，成为集成电路中最为重要的一个环节，成为集成电路中最为重要的一个环节。1987 年，台积电的成立开启了 晶圆代工时代，尤其在得到了英特尔的认证以后，晶圆代工被更多的半导体厂商所接受。晶圆代工 打破了 IDM 单一模式，成就了晶圆代工 IC 设计模式。目前，半导体行业垂直分工成为了主流，新进入者大多数拥抱 fabless 模式，部分 IDM 厂商也在逐渐走向 fabless 或者 fablite 模式。图 1：晶圆代工流程 数据来源：intel、东方证券研究所 全球晶圆代工市场全球晶圆代工市场一直呈现快速增长一直呈现快速增长，未来有望持续未来有望持续。晶圆代工 IC 设计成为行业趋势以后，受益 互联网、移动互联网时代产品的强劲需求，整个行业一直保持快速增长，以台积电为例，其营业收 入从 1991 年的 1.7 亿美元增长到 2019 年的 346 亿美元，1991-2019 年，CAGR 为 21%。2019 年全球晶圆代工市场达到了 627 亿美元，占全球半导体市场约 15%。未来进入物联网时代，在 5G、人工智能、大数据强劲需求下，晶圆代工行业有望保持持续快速增长。图 2：全球晶圆代工市场规模 数据来源：wtst、东方证券研究所 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 晶圆代工：制造业巅峰，国内追赶加速 6 图 3：1991-2019 年台积电营业收入变化 数据来源：彭博、东方证券研究所 晶圆代工晶圆代工行业行业现状：行业呈现寡头集中现状：行业呈现寡头集中。晶圆代工是制造业的颠覆，呈现资金壁垒高、技术难度大、技术迭代快等特点，也因此导致了行业呈现寡头集中，其中台积电是晶圆代工行业绝对的领导者，营收占比超过 50%，CR5 约为 90%。图 4：代工行业呈现寡头集中 数据来源：拓墣、东方证券研究所 晶圆代工行业资金壁垒高。晶圆代工行业资金壁垒高。晶圆代工厂的资本性支出巨大，并且随着制程的提升，代工厂的资本支 出中枢不断提升。台积电资本支出从 11 年的 443 亿元增长到 19 年的 1094 亿元，CAGR 为 12%。中芯国际资本性支出从 11 年的 30 亿元增长到了 19 年的 131 亿元，CAGR 为 20%，并且随着 14 nm 及 N 1 制程的推进，公司将显著增加 2020 年资本性支出，计划为 455 亿元。巨额投资将众多 追赶者挡在门外，新进入者难度极大。0 000%0 10,000 20,000 30,000 40,000 营业收入（百万美元)同比 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 晶圆代工：制造业巅峰，国内追赶加速 7 图 5：11-19 年台积电和中芯国际资本支出（亿元）数据来源：wind、东方证券研究所 随着制程提升随着制程提升，晶圆代工难度显著提升晶圆代工难度显著提升。随着代工制程的提升，晶体管工艺、光刻、沉积、刻蚀、检测、封装等技术需要全面创新，以此来支撑芯片性能天花板获得突破。晶体管晶体管工艺持续创新工艺持续创新。传统的晶体管工艺为 bulk Si，也称为体硅平面结构（Planar FET）。随着 MOS 管的尺寸不断的变小，即沟道的不断变小，会出现各种问题，如栅极漏电、泄漏功 率大等诸多问题，原先的结构开始力不从心，因此改进型的 SOI MOS 出现，与传统 MOS 结 构主要区别在于：SOI 器件具有掩埋氧化层，通常为 SiO2，其将基体与衬底隔离。由于氧化 层的存在，消除了远离栅极的泄漏路径，这可以降低功耗。随着制程持续提升，常规的二氧 化硅氧化层厚度变得极薄，例如在 65nm 工艺的晶体管中的二氧化硅层已经缩小仅有 5 个氧 原子的厚度了。二氧化硅层很难再进一步缩小了，否则产生的漏电流会让晶体管无法正常工 作。因此在 28nm 工艺中，高介电常数（K）的介电材料被引入代替了二氧化硅氧化层（又称 HKMG 技术）。随着设备尺寸的缩小，在较低的技术节点，例如 22nm 的，短沟道效应开始 变得更明显，降低了器件的性能。为了克服这个问题，FinFET 就此横空出世。FinFET 结构 结构提供了改进的电气控制的通道传导，能降低漏电流并克服一些短沟道效应。目前先进制 程都是采用 FinFET 结构。图 6：晶圆管结构变化 数据来源：互联网、东方证券研究所 制程提升，需要更精细的芯片，光刻机性能持续提升。制程提升，需要更精细的芯片，光刻机性能持续提升。负责“雕刻”电路图案的核心制造设 0 200 400 600 800 1,000 1,200 201120122013201420152016201720182019 台积电中芯国际 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 晶圆代工：制造业巅峰，国内追赶加速 8 备是光刻机，它是芯片制造阶段最核心的设备之一，光刻机的精度决定了制程的精度。第四 代深紫外光刻机分为步进扫描投影光刻机和浸没式步进扫描投影光刻机，其中前者能实现最 小 130-65nm 工艺节点芯片的生产，后者能实现最小 45-22nm 工艺节点芯片的生产。通过多 次曝光刻蚀，浸没式步进扫描投影光刻机能实现22/16/14/10nm芯片制作。到了7/5nm工艺，DUV 光刻机已经较难实现生产，需要更为先进的 EUV 光刻机。EUV 生产难度极大，零部件 高达 10 万多个，全球仅 ASML 一家具备生产能力。目前 EUV 光刻机产量有限而且价格昂 贵，2019 年全年，ASML EUV 销量仅为 26 台，单台 EUV 售价高达 1.2 亿美元。图 7：光刻机工艺进程 数据来源：智东西、东方证券研究所 晶圆代工技术晶圆代工技术迭代快迭代快，利于头部代工厂利于头部代工厂。芯片制程进入 90nm 节点以后，技术迭代变快，新的制程 几乎每两到三年就会出现。先进制程不但需要持续的研发投入，也需要持续的巨额资本性支出，而 且新投入的设备折旧很快，以台积电为例，新设备折旧年限为 5 年，5 年以后设备折旧完成，生产 成本会大幅度下降，头部厂商完成折旧以后会迅速降低代工价格，后进入者难以盈利。图 8：晶圆代工技术迭代快 数据来源：互联网、东方证券研究所 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。HeaderTable_TypeTitle 电子行业深度报告 晶圆代工：制造业巅峰，国内追赶加速 9 2 摩尔定律摩尔定律延续延续，先进制程与，先进制程与成熟工艺齐飞成熟工艺齐飞 2.1 摩尔定律延续，技术难度与资本投入显著提升 追寻摩尔定律能让消费者追寻摩尔定律能让消费者享受享受更便宜的算力更便宜的算力，晶圆代工晶圆代工是推动摩尔定律是推动摩尔定律最重要的环节最重要的环节。1965 年，英特尔（Intel）创始人之一戈登摩尔提出，当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔 18-24 个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，这也是全球电子产品整体性能不断进化的核 心驱动力，以上定律就是著名的摩尔定律。换而言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔 18-24 个月翻一倍以上。推动摩尔定律的核心内容是发展更先进的制程，而晶圆代工是其中最重要的 环节。图 9：每千美元买到的算力随着时间的推移呈现指数级增加 数据来源：BCA research、东方证券研究所

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2020 年深度行业分析研究报告内容目录市场空间：先进制程比重不断提升5晶圆代工市场保持增长，先进制程占比在提升5半导体硅含量持续提升，12 寸硅晶圆保持快速增长9摩尔定律：先进制程成为晶圆制造的分水岭11摩尔定律没有失效，但资本壁垒迅速提升11晶圆制造行业技术复杂度不断提升16护城河加深，行业高壁垒、高集中、少进入者18半导体需求三驾马车共振，国产替代迎来机遇22数据中心：数据中心回暖，受益于 5G 持续发展23手机：5G 放量“前夜”，单机硅含量提升27通讯：5G 基站建设进入放量期31国产替代：历史性机遇开启，晶圆代工订单转移33行业近况：景气上行，新一轮资本开支启动34台积电：全球晶圆代工龙头厂商，增加资本开支推进先进制程34中芯国际：先进制程追赶加速，14nm 进展超预期38华虹半导体：8 寸晶圆高度景气43联电：产能利用率提升，资本开支增加46财报分析：战略选择与投资回报率，追赶者的黎明48图表目录图表 1：晶圆代工市场占半导体市场约 15%5图表 2：晶圆代工创造半导体行业分工模式5图表 3：IC 设计厂与 IDM 的半导体业务收入（十亿美元）6图表 4：全球晶圆代工行业收入（亿美元）6图表 5：全球晶圆代工行业产能（等价 8 寸片；千片）7图表 6：2019 年全球晶圆代工行业收入分布7图表 7：2019 年全球晶圆代工行业产能分布7图表 8：先进制程占比不断提高8图表 9：全球晶圆代工区域占比（20192023 年为预测数据）8图表 10：中国大陆集成电路市场规模（亿元）9图表 11：中国大陆集成电路市场结构（亿元）9图表 12：半导体市场规模9图表 13：全球硅片需求预测10图表 14：全球 12 寸硅片供需预测（千片/月）10图表 15：全球 12 寸硅片需求侧拆分（千片/月）11图表 16：制程升级放缓11图表 17：IMEC 半导体技术蓝图已经规划到 1nm12图表 18：过去十年半导体性能提升速度12图表 19：未来十年半导体性能提升速度13图表 20：250mm Die Siz 的成本倍数迅速提升13图表 21：CPU/GPU 芯片 Die Size 呈现上升趋势13图表 22：苹果手机处理器制程及尺寸14图表 23：2019 年单片晶圆价格预估（等价 8 寸片计价，美元）14图表 24：设计成本：先进 IC 设计成本快速增加14图表 25：投资金额：100K 产能对应投资额要求（亿美元）15图表 26：工艺成本：7nm 之后单位芯片工艺成本每代增加 30图表 27：台积电不同制程对应应用（2019-06）15图表 28：新产品从成熟制程往先进制程迁移15图表 29：7nm 及以下先进制程应用：智能手机、HPC、AIoT16图表 30：ASML 预测半导体制程升级规划16图表 31：先进制程设备端布局17图表 32：晶体管结构变化17图表 33：下一代晶体管结构17图表 34：台积电先进封装技术一览18图表 35：台积电布局 3D integration 封装技术18图表 36：三星布局先进封装技术18图表 37：台积电、三星、英特尔均是堆叠封装技术的主要参与者18图表 38：晶圆厂制程升级规划19图表 39：晶圆代工行业前十名收入（百万美元）19图表 40：先进制程产能分布20图表 41：不同制程节点晶体管密度（标准化工艺节点以 intel 10nm 为参考节点）20图表 42：台积电制程升级路径21图表 43：台积电历代制程 PPA（power、performance、Are reduction）环比提升幅度21图表 44：19872019 英特尔制程升级路径（纵坐标为 nm 数）21图表 45：英特尔未来制程升级规划21图表 46：英特尔服务 CPU 产品路线22图表 47：三星电子晶圆代工制程发展路径22图表 48：全球服务器年出货量统计23图表 49：IDC 服务器装机量增长趋势（千台）24图表 50：云计算资本开支金额（百万 USD）24图表 51：全球服务器自 2019 年后的出货量预测（万台）24图表 52：中国 X86 服务器出货量及预测25图表 53：中国 X86 服务器市场规模25图表 54：数据中心的新 SSD 储存需求（ZB/年）25图表 55：数据中心对 300mm 硅片的需求（千片每月）25图表 56：不同类型服务器出货量预测（万台）26图表 57：服务器合计出货量预测（万台）26图表 58：全球服务器用 DRAM、CPU、GPU 测算26图表 59：全球智能手机出货量（百万台）27图表 60：全球智能手机按品牌出货量（百万台）28图表 61：5G 芯片备货量（百万颗）28图表 62：移动通讯技术的变革路线图29图表 63：全球射频前端市场规模预测（亿美元）29图表 64：全球手机摄像头模组消费量（亿颗）30图表 65：国内手机摄像头模组产量（亿颗）30图表 66：6P 镜头渗透率30图表 67：中国手机厂商像素升级过程30图表 68：5G 手机规格升级31图表 69：5G 手机升级带来硅含量提升31图表 70：宏基站年建设数量预测31图表 71：4G 与 5G 基站区别对比32图表 72：国内四大运营商 5G 商用推动情况32图表 73：国产替代空间测算33图表 74：华为替代链示意图34图表 75：4Q19 综合损益表35图表 76：台积电营收及增长率35图表 77：台积电净利润及增长率36图表 78：台积电资本性支出（亿美元）36图表 79：台积电二十年复盘图37图表 80：台积电工艺平台37图表 81：公司发展阶段38图表 82：中芯国际制程应用分布（棕色表示中芯国际量产制程，截止于 2017.08）39图表 83：中芯国际与台积电量产制程代际差40图表 84：“大基金一期”参与的中芯国际投资与合作40图表 85：中芯国际现有产能（产能单位为万片/月）41图表 86：中芯国际季度收入（百万美元）42图表 87：中芯国际季度产能利用率和单价（美元）42图表 88：中芯国际季度晶圆出货量(万片，等效八寸片)42图表 89：中芯国际季度收入按应用划分42图表 90：中芯国际季度收入按区域划分43图表 91：中芯国际季度收入按制程划分43图表 92：华虹半导体发展历程43图表 93：华虹半导体技术平台43图表 94：公司技术平台&各产品应用领域技44图表 95：华虹半导体营业收入（千美元）45图表 96：华虹半导体出货量（千片，等价八寸片）及单价（美元）45图表 97：华虹半导体产能利用率46图表 98：华虹半导体收入按制程划分46图表 99：华虹半导体收入按下游应用划分46图表 100：华虹半导体收入按区域分化46图表 101：联电晶圆厂季度产能（千片）47图表 102：联电季度收入及单价47图表 103：联电季度出货量及产能利用率47图表 104：联电季度收入按制程划分48图表 105：联电季度收入按下游应用划分48图表 106：晶圆代工企业产能利用率预估48图表 107：晶圆代工企业资本开支49图表 108：晶圆代工企业出货量（千片，等价 12 寸片）49图表 109：晶圆代工企业均价（美元，等价 12 寸片）50图表 110：晶圆代工企业营业收入（百万美元）50图表 111：晶圆代工企业毛利率51图表 112：晶圆代工企业折旧占营业成本比重51图表 113：晶圆代工企业毛利率52图表 114：晶圆代工企业 ROE52市场空间：先进制程比重不断提升晶圆代工市场保持增长，先进制程占比在提升根据 gartner 预测，2019 年全球晶圆代工市场约 627 亿美元，占全球半导体市场约 15%。预计 20182023 年晶圆代工市场复合增速为 4.9%。图表 1：晶圆代工市场占半导体市场约 15%资料来源：gartner、研究所开创专业分工模式，晶圆代工厂在半导体产业链中越来越重要。台积电开创了晶圆代工 IC 设计的模式。随着半导体制造规模效应的凸显，以及技术和资金壁垒的提升，IDM 模式下的厂商扩张难度加大，沉没成本提高。目前垂直分工模式成为了行业的发展趋势，半导体新进入者大多采用 Fabless 模式，同时有更多的 IDM 公司如 AMD、NXP、TI 等都将走向 Fabless 或 Fablite 模式。图表 2：晶圆代工创造半导体行业分工模式资料来源：台积电官网、研究所在晶圆代工的支持下，IC 设计厂迅速崛起。根据 IC Insight 数据，20092019 年 IC 设计行业的收入复合增速为 8%，IDM 行业的收入复合增速为 5%。IC 设计的繁荣兴起与 先进制程的资本、技术密度提升，使得以台积电为代表的晶圆代工厂（Foundry）在半导 体产业链中扮演越来越重要的角色。图表 3：IC 设计厂与 IDM 的半导体业务收入（十亿美元）资料来源：IC insight、研究所2020 年晶圆代工市场重返增长，0.016micron、0.032micron 为当前收入占比最高的节点。根据 Gartner，2019 年全球晶圆代工收入 627 亿美元，增速为-0.2%。预计 2020年增速回到 8%。结构上，收入贡献最大的为 0.016micron（12/14/16nm），达到 97 亿 美元；其次为 0.032micron（22/28/32nm），达到 86 亿美元。10nm 预计 26 亿美元，7nm 预计 85 亿美元。台积电 2019 年收入为 346 亿美元，占比达 55%。图表 4：全球晶圆代工行业收入（亿美元）资料来源：gartner、研究所根据 Gartner，从产能分布角度而言，2019 年全球晶圆代工等效 8 寸片年产能为 7838 万片，其中 0.18micro 达到 1363 万片，其次 65nm 达到 982 万片，45nm 达到 882 万 片，32nm 达到 80 万片。根据台积电财报，台积电 2019 年等效 8 寸片产能超过 2700 万片，占比约 34%。根据拓璞产业研究，2019 年，28nm 以下制程的营收在前五大厂商（台积电、三星、格芯、联电、中芯国际）在的合计营收中占比约 44%。图表 5：全球晶圆代工行业产能（等价 8 寸片；千片）资料来源：gartner、研究所图表 6：2019 年全球晶圆代工行业收入分布图表 7：2019 年全球晶圆代工行业产能分布资料来源：gartner、研究所资料来源：gartner、研究所先进制程比重快速提升。根据 ASML 在 2018 年底的预测，先进制程的占比会迅速提高，其中部分现有制程的产线通过设备升级成先进制程产线。ASML 预测 2025 年 12 寸晶圆 的先进制程占比会达到 2/3。图表 8：先进制程占比不断提高资料来源：ASML 官网、研究所全球晶圆代工市场以晶圆厂所在地划分，全球晶圆代工前三大区域分别为中国台湾、中 国大陆、韩国。台湾占比达到 66%左右，并在先进制程导入和新型产业趋势下引领行业 发展。大陆处于追赶角色，比重正在持续提升，从 2017 年的 9.0%提升至 2023 年的12.9%。韩国三星持续加大投资，因此韩国的份额也保持略有增长。图表 9：全球晶圆代工区域占比（20192023 年为预测数据）资料来源：gartner、研究所2019 年中国大陆晶圆代工市场约 2149 亿元，大陆集成电路向“大设计-中制造-中封 测”转型，大陆的设计、制造将起航。2018 年中国大陆集成电路产业继续保持快速增长，规模达到 6531.4 亿元，同比增长 20.7%，预计到 2020 年突破 9000 亿。中国大陆集成电路产业结构将继续由“小设计-小制造-大封测”向“大设计-中制造-中封测”转型，产 业链逐渐从低端向高端延伸，产业结构更趋于合理。图表 10：中国大陆集成电路市场规模（亿元）图表 11：中国大陆集成电路市场结构（亿元）资料来源：赛迪顾问、研究所资料来源：赛迪顾问、研究所半导体硅含量持续提升，12 寸硅晶圆保持快速增长长期维度下电子化趋势推进，硅含量不断提升。半导体硅含量代表电子系统中半导体集 成电路芯片总价值占电子系统价值的百分比，可用来衡量半导体的渗透率。如果从下游 需求分析，硅含量就是下游需求中半导体芯片的渗透率。从长期的维度上来看，电子化 是不断推进的趋势，而各类电子产品中的半导体含量过去 20 年来都在不断上升，简称“硅含量”提升图表 12：半导体市场规模资料来源：WTST、研究所硅片/硅晶圆是制造芯片的核心基础材料，高纯度要求下工序流程复杂、设备参数要求 高。Raw wafer 在整体成本中的占比并不高（不到 10%，芯片制程越先进占比越小），但 是，硅晶圆作为芯片制造的基础核心材料能够从量上直接观测行业芯片的产出、先进制 程升级的节奏。硅片/晶圆供给的主要增长来自于 12 寸（300mm），8 寸片以存量产能为主。根据硅片龙头 Sumco 在 2019Q3 的指引，20182022 年 12 寸硅片需求数量复合增长率预期为4.1%；12 寸硅片供给数量复合增长率预期为 3.9%，供给增速低于需求增速。从需求侧 分拆，硅片几大需求包括 Nand、Dram、Logic 和其他。图表 13：全球硅片需求预测资料来源：sumco 官网、研究所图表 14：全球 12 寸硅片供需预测（千片/月）资料来源：sumco 官网、研究所图表 15：全球 12 寸硅片需求侧拆分（千片/月）资料来源：sumco 官网、研究所摩尔定律：先进制程成为晶圆制造的分水岭摩尔定律没有失效，但资本壁垒迅速提升摩尔定律：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔 1824 个月便 会增加一倍，性能也将提升一倍。英伟达的黄仁勋认为严格意义上的摩尔定律已经失效，IMEC（比利时微电子研究中心）、ASML 等机构为半导体产业规划的蓝图里摩尔定律持续 演进。摩尔定律没有失效，但是制程之外的设计与工艺扮演越来越重要的角色，同时资 本密集度的迅速提升使得行业壁垒发生变化。图表 16：制程升级放缓资料来源：AMD 官网、研究所图表 17：IMEC 半导体技术蓝图已经规划到 1nm资料来源：IMEC 官网、研究所摩尔定律推进，但制程提升贡献比例在下降。根据 AMD 数据，过去十年制程升级带来更高性能、更低功耗，制程升级为半导体性能提升贡献 40%。根据 ASML 预测，20182028 年的未来十年半导体性能提升进一步加速，制程提升的贡献为 30%左右，剩下增长来自 于诸如 3D Stacking、多核架构、内存整合、软件系统、电源管理等多方面的升级。因此，在未来的芯片性能提升中，架构、系统、软件将扮演越来越重要的角色。图表 18：过去十年半导体性能提升速度资料来源：AMD 官网、研究所图表 19：未来十年半导体性能提升速度资料来源：ASML 官网、研究所晶圆制造行业发展趋势面临 Die Size 限制和成本限制。过去十年，CPU 及 GPU 的 DieSize 呈现上升趋势，但受制于 12 寸晶圆产线，Die Size 的增长是不可持续的。同时，相 同 Die Size 的晶圆产线，单位面积成本也不断攀升，5nm 的单位面积成本是 45nm 的 5 倍。图表 20：250mm Die Siz 的成本倍数迅速提升资料来源：AMD 官网、研究所图表 21：CPU/GPU 芯片 Die Size 呈现上升趋势资料来源：AMD 官网、研究所图表 22：苹果手机处理器制程及尺寸2010201120122013201420152016201720182019处 理 器A4A5A6A7A8A9A10FusionA11BionicA12BionicA13 Bio nic代 工 厂三星三星三星三星台积电三星/台 积电台积电台积电台积电台积电制程45nm45nm32nm（HKMG）28nm（HKMG）20nm（HKMG）14/16n m(FinFE T)16nm(Fi nFET )10nm(Fi nFET)7nm(Fin FET)7nm N7PCPUCore1222（64-bit）2（64-bit）2（64-bit）4（64-bit）6（64-bit）6（64-bit；neural engine）6（64-bit；neural engine）GPUCore1234466344尺 寸(mm)5312296.7102.98996/104.512587.78098.48资料来源：苹果官网、研究所先进制程的持续升级带来巨额的成本。根据 IBS，3nm 芯片的设计费用约 515 亿美元，工艺开发费用约 4050 亿美元，兴建一条 3nm 产线的成本约 150200 亿美元。3nm 芯 片仅比 5nm 芯片提升 15%性能、降低 25%功耗。根据 IMEC 论文，7nm 以后，每一代 升级单个晶圆的工艺成本（Process Cost）提升幅度达到 30%。同样面积的硅晶圆，即 使通过微缩增加了晶体管的数量，生产成本也会相应增加。图表 23：2019 年单片晶圆价格预估（等价 8 寸片计价，美元）图表 24：设计成本：先进 IC 设计成本快速增加资料来源：gartner、研究所资料来源：IBS、研究所图表 25：投资金额：100K 产能对应投资额要求（亿美元）图表 26：工艺成本：7nm 之后单位芯片工艺成本每代增加 30%资料来源：gartner、研究所资料来源：IMEC 官网、研究所资金、技术壁垒提升，先进制程的供给端向寡头垄断发展，先进制程供不应求。创新推动先进制程需求。根据台积电的产品组合，最先进制程主要是为 logic 和部分 RF 提供，主流的成熟制程能覆盖大部分其他应用领域。随着创新不断升级，5G、AI、物联 网等需求提升，创新导入时使用的制程工艺从成熟向先进工艺升级。供给受限于有限的产能。目前先进制程的供给端只有台积电、三星、英特尔。英特尔为 IDM，自家消费级 10nm 产品产能不足、市场缺货。受益于 5G、智能手机、HPC、AIoT 等需求，7nm 及以下先进制程需求旺盛。台积电为先进制程的核心晶圆代工厂，目前 10nm 工艺客户已经超过 10 家，7nm EUV 客户至少 5 家（苹果、海思、高通、三星、AMD），6nm 客户除了 7nm EUV 的 5 家还多了博通、联发科。台积电 7nm 产品持续满 产，多个客户争抢产能，由台积电进行产能配置。图表 27：台积电不同制程对应应用（2019-06）图表 28：新产品从成熟制程往先进制程迁移资料来源：台积电官网、研究所资料来源：ASML 官网、研究所图表 29：7nm 及以下先进制程应用：智能手机、HPC、AIoT资料来源：拓璞产业研究、研究所晶圆制造行业技术复杂度不断提升摩尔定律引领半导体产业，实现产业持续升级需要贯穿整条产业链，包括上游（设备如 光刻机厂商 ASML）、晶圆制造（台积电、英特尔、三星）以及下游（IC 设计如苹果、AMD、海思、高通、联发科等）等环节的厂商协同。光刻机从 DUV 到浸入式 DUV，再升级成 EUV，成为推进摩尔定律的重要环节。根据 ASML 预测，晶圆代工领域节点会持续升级；内存 DRAM 领域也将使用 EUV；闪存 Nand 等向 3D 堆叠发展，不需要用 EUV 升级。其他设备龙头厂商如 AMAT、Lam Research、KLA Tencor 等也纷纷布局先进制程节点相关设备。图表 30：ASML 预测半导体制程升级规划资料来源：ASML 官网、研究所图表 31：先进制程设备端布局资料来源：ASML 官网、研究所晶体管结构创新，形态更加复杂。2011 年，英特尔在 22nm 时引入 FinFET，减少横向尺寸，增加单位面积设备密度，同时增加鳍的高度。三星计划于 20212022 引入 GAA，应用于其 3nm 制程。台积电除了 GAA 晶体管结构之外，也进行其他方向布局。图表 32：晶体管结构变化图表 33：下一代晶体管结构资料来源：ASML 官网、研究所资料来源：IMEC、研究所先进封装技术是高性能芯片的重要基础之一。硅通孔（TSV）的三维封装技术在超越摩尔定律中扮演重要角色。先进封装技术提升了互联密度和信号传输速率。在已经量产的 2.5D IC 领域，台积电主推 CoWoS 工艺，英特尔主推 EMIB 工艺，三星主推 FOPLP。未 来通过难度更高的 TSV 技术，台积电将进一步量产 SoIC、WoW 等 3D IC，英特尔推出 Foveros 技术，三星推出 3D SiC。图表 34：台积电先进封装技术一览先进封装技术InFOCoWoSSoICWoW技术名称整合扇出型封装基板上晶圆上晶 片封装系统整合晶片封 装晶圆堆叠晶圆封 装封装结构分类2.5D IC2.5D IC3D IC3D IC制程内容概述晶圆级封装（InFO-PoP、InFO_oS、InFO_MS、InFO_AIP 等）将先进制程逻辑 IC 及 HBM/HBM2 整合封装在第一晶 片不同制程晶片与 晶圆透过 TSV 堆叠封装两片相同制程晶 圆直接透过 TSV 堆叠封装量产时间已量产已量产2021 年后2021 年后资料来源：台积电、研究所图表 35：台积电布局 3D integration 封装技术图表 36：三星布局先进封装技术资料来源：台积电官网、研究所资料来源：三星官网、研究所图表 37：台积电、三星、英特尔均是堆叠封装技术的主要参与者资料来源：Yole、研究所护城河加深，行业高壁垒、高集中、少进入者先进制程呈现资金、技术壁垒不断提高的趋势，行业格局逐渐出清。从制造环节而言，行业资金、技术壁垒极高，不仅十多年来没出现新的竞争玩家，而且随着制程分水岭的出现，越来越多的参与者从先进制程中“出局”。格罗方德在 2018 年宣布放弃 7nm 研发，联电在 2018 年宣布放弃 12nm 以下（即 7nm 及以下）的先进制程投资，因此保持 先进制程研发的玩家仅剩行业龙头台积电、三星、英特尔等，以及处于技术追赶的中芯 国际。图表 38：晶圆厂制程升级规划资料来源：各厂商、拓璞产业研究、研究所高资金壁垒和技术壁垒，行业十多年没有新的竞争者出现且越来越多现有玩家放弃先进 制程追赶。庞大的资金投入使得中小行业玩家望而却步，复杂越来越高的工艺和技术成为行业固有护城河，并且随着“摩尔定律”推进，每一个制程节点都举步维艰，拥有高 端制程能力的公司屈指可数。行业呈现寡头垄断，台积电强者愈强。根据拓璞产业研究，2019 年全球十大晶圆代工厂 分别为：台积电、三星、格芯、联电、中芯国际、TowerJazz、H-Grace、VIS、PSC、DongbuHiTek。台积电市占率超过 50%，在整个晶圆代工行业，台积电不管是技术领先 性还是优质客户和订单的选择，都是保持比较大的优势。图表 39：晶圆代工行业前十名收入（百万美元）公司19Q1Q318Q1Q3YOYTSMC2424624887-2.60%Samsung92969559-2.80%GlobalFoundries41394636-10.70%UMC34303850-10.90%SMIC22762573-11.50%TowerJazz928970-4.40%H-Grace6906811.30%VIS676705-4.20%PSC5651014-44.30%DongbuHiTek433443-2.30%Top 104667949320-5.40%资料来源：各公司官网、拓璞产业研究、研究所目前能够提供 7nm 及 7nm 以下先进制程工艺（对应英特尔 10nm）的厂商仅有台积电、英特尔和三星。根据拓璞产业研究，2019 年台积电先进制程市场份额为 52%，英特尔 约 25%，三星约 23%。图表 40：先进制程产能分布资料来源：拓璞产业研究、研究所晶体管密度不断提升，但不同厂商命名规格有区别。英特尔的 10nm 工艺晶体管密度介于台积电 7nm 和 7nm EUV 之间。2019 年，台积电 7nm 制程投资大概 100110K 产能，客户较多。三星 7nm LPP（EUV）工艺产能大概 10K，三星的晶圆代工业务客户主要是 三星、高通、IBM。根据拓璞产业研究，2020 年台积电 5nm 产能预计 6070K，同时三 星预计也会推出其 5nm 工艺。图表 41：不同制程节点晶体管密度（标准化工艺节点以 intel 10nm 为参考节点）工艺密度（MTr）标准化节点（nm)标准化级数状态Intel 7nm201.67.113.0In ResearchSamsung 3GAE195.07.212.9In ResearchTSMC N5173.77.612.4In DevelopmentSamsung 4LPE145.88.311.6In ResearchSamsung 5LPE126.78.911.0In ResearchTSMC N6114.29.410.5In DevelopmentTSMC N7 113.99.410.5HVMSamsung 6LPP112.89.510.5In ResearchIntel 10nm100.810.010.0LVMTSMC N7/N7P96.510.29.8HVMSamsung 7LPP95.310.39.8LVMSamsung 8LPP61.212.87.8HVMTSMC N1060.312.97.8HVMSamsung 10LPP51.813.97.1HVMIntel 14nm43.515.26.4HVMTSMC N1236.716.65.6HVMSamsung 14LPP32.917.55.2HVMTSMC N1628.218.94.5HVMIntel 22nm15.325.71.8HVM资料来源：MebiuW、研究所台积电积极推动先进制程，引领全行业。根据制程性能提升幅度上看，28nm、16nm、7nm 等具有显著提升幅度的节点，一般具有相对较长的寿命；而提升幅度较少的节点一 般为过渡节点。台积电 6nm 预计在 2020Q1 进行风险试产，预计 2020 年年底量产；5nm进入爬坡提升良率阶段，预计 2020 年 3 月开始量产。台积电的 5nm 逻辑密度将是之前 7nm 的 1.8 倍，SRAM 密度是 7nm 的 1.35 倍，可以带来 15%的性能提升，以及 30%的 功耗降低。图表 42：台积电制程升级路径资料来源：台积电官网、研究所图表 43：台积电历代制程 PPA（power、performance、Are reduction）环比提升幅度16FF VS 20SOC10FF VS 16FF 7FF VS 16FF 7FF VS 10FF7FF VS 7FF5FF VS 7FF功率60Pp7E%资料来源：台积电官网、研究所英特尔在 10nm 制程上稍微落后，随后 7nm 预计在 2021 年量产，并持续进行优化。英特尔制程升级历史一般是两年一次，但从 2014 年的 14nm 到 2019 年的 10nm，出现 明显的升级放缓。目前，英特尔的 10nm 工艺已经量产，但存在缺货问题。英特尔预计 2020 年推出 10nm ，2021 年推出 7nm 及 10nm ，2022 年推出 7nm ，2023 年推 出 7nm 。英特尔的晶圆厂主要用于生产自家 CPU。英特尔 2020 年 capex 提升至 170 亿美元，其中一半用于 7/5nm 和扩大 Fab 工厂。英特 尔的 10nm 还是采用浸入式 DUV 设备，7nm 才开始导入 EUV 设备。英特尔的芯片从 2018H2 开始就供不应求，因此 2019 年 capex 为 162 亿美元，产能增长 25%。图表 44：19872019 英特尔制程升级路径（纵坐标为制程 nm 数）图表 45：英特尔未来制程升级规划资料来源：英特尔官网、研究所资料来源：英特尔官网、研究所图表 46：英特尔服务 CPU 产品路线2014201520162017201820192020CPUHaswellBroadwellSkylakeCascade LakeCooper LakeIce Lake制程22nm14nm14nm 14nm 14nm 10nmchannel446688资料来源：英特尔官网、研究所三星积极投入晶圆代工领域，加快制程升级。三星在 2017 年将晶圆代工业务部门从系统 LSI 中独立出来，主要为全球客户制造非存储芯片。截止 2019 年底，三星晶圆代工专 属线包括 6 条 12 寸线和 3 条 8 寸线。提供包括 65 纳米、45 纳米、32/28 纳米 HKMG、14 纳米 FinFET、10 纳米 FinFET、7 纳米 FinFET EUV 工艺，客户包括苹果、高通、超微 半导体、赛灵思、英伟达、恩智浦（NXP）以及韩国本土公司 Telechips 等。三星计划在 2020 年底试产 3nm 工艺，并专用 GAA MCFET 工艺技术。三星计划在未来十年（至 2030 年）共投资约 1150 亿美元，用于争取晶圆代工行业主导权。图表 47：三星电子晶圆代工制程发展路径资料来源：芯思想研究院、研究所半导体需求三驾马车共振，国产替代迎来机遇创新趋势不变：创新是决定电子行业的估值与持续成长的核心逻辑，本轮创新由 5G 驱 动的数据中心、手机、通讯等历史上第一次共振。中期供需仍紧张：全球半导体投资关注中期供需的核心变量需求与资本开支，疫情 对短期需求会有一定扰动，但中期三大需求不受本质影响，而全球资本开支截止 2019Q3 末还没有全面启动，并有部分企业由于疫情再次递延资本开支，中期供需缺口有望继续 放大。供给方面，全球资本开支除龙头台积电外尚未全面启动，我们预计本次疫情中部分企业将再度进行资本开支递延，中期供需缺口有望进一步放大，中期景气度有望继续保持向 上趋势！国产替代历史性机遇开启，2019 年正式从主题概念到业绩兑现，2020 年有望继续加 速。逆势方显优质公司本色，这是 19 年行业下行周期中 A 股半导体公司迭超预期，优 质标的国产替代、结构改善逐步兑现至报表是核心原因。进入 2020 年，我们预计在国产化加速叠加行业周期景气上行之下，A 股半导体龙头公司们有望延续高增长表现。数据中心：数据中心回暖，受益于 5G 持续发展在目前服务器均价已经企稳的同时，我们认为在未来随着 5G 对其的拉动，内部升级将 不间断，5G 网络带来的传输速度将会较 4G 有质的提升，服务器将会在应对存储方面 呈几何倍数增长的需求的同时，还需要保持高带宽、低时延、高稳定性的要求，对于服 务器而言无疑是在性能方面提出了更高的要求。服务器或有望在未来实现更进一步的价 值量的提高，达到价量齐升的平台。全球服务器行业已经历经多年，其出货量从 2013 年至 2018 年也经历了起起伏伏。2018 年，全球服务器市场出货量

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2020 年深度行业分析研究报告内容目录一、核心投资逻辑5二、晶圆代工诞生到壮大：顺天应人，时来天地皆同力7（一）起步：岁在丁卯，台积电诞生扩张顺天应人7（二）发展：时来同力，亚洲晶圆代工多地开花10三、晶圆代工再细化发展：吉无不利，短长肥瘦各有态14（一）先进制程：台积电鳌头独占，三星中芯壮志待酬14（二）特色工艺：环肥燕瘦，细分市场竞争步步为营16（三）指引作用：春江水暖鸭先知19四、投资再论：投资时钟中晶圆代工节奏23（一）台积电的标杆指引：美股与 A 股的节奏23（二）时钟再论：结合观察存储器及晶圆代工的指导价值28五、附录341、晶圆加工的主要工序342、主要工艺相关设备35图表目录图 1：台积电的发展历程（1987 2019）7图 2：台积电年度收入规模及增速（1991 2019）7图 3：台积电年度毛利率及净利润（1991 2009）7图 4：全球半导体行业收入规模及资本开支（1982 2019）8图 5：Intel 的资本开支（1991 2019）8图 6：AMD 的资本开支（1991 2019）8图 7：全球半导体行业规模增速 v.s.台积电收入规模增速（1998Q1 2019Q4）9图 8：摩尔定律的晶体管集成度演变9图 9：台积电和 Intel 在工艺制程技术上的演进过程对比10图 10：全球半导体市场规模 v.s.全球晶圆代工市场规模（2010 2019）11图 11：AMD 的资本开支占收比（1991 2019）12图 12：AMD 的研发投入占收比（1991 2019）12图 13：全球 Fabless 收入规模与 v.s.全球 IDM 收入规模（1999 2017）12图 14：全球其他地区半导体销售增速 v.s.亚太（除日本）增速13图 15：亚太地区半导体销售占比（2019 年）13图 16：台积电与 Intel 在先进制程技术节点上的推进对比14图 17：中芯国际的发展历程（2000 2019）15图 18：中芯国际与台积电的先进工艺技术节点对比15图 19：三星电子与台积电的先进工艺技术节点对比16图 20：全球晶圆代工行业的营收排名和占比16图 21：MCU、模拟器件和分立器件的市场规模及增速17图 22：全球半导体行业市场规模占比（2019）17图 23：部分模拟、MCU 厂商研发、资本开支以及盈利能力情况17图 24：世界先进与华虹半导体年收入增速（2012 2019）18图 25：世界先进与华虹半导体季度收入增速（2015Q12020Q1）18图 26：世界先进与华虹半导体年净利率（2011 2019）18图 27：世界先进与华虹半导体季度净利率（2014Q12020Q1）18图 28：世界先进与华虹半导体资本开支规模占比（2011 2019）18图 29：世界先进与华虹半导体研发费用占比（2011 2019）18图 30：台积电三个月移动平均月度收入增速 v.s.全球半导体销售规模三个月移动平均值增速20图 31：联电、世界先进三个月移动平均月度收入增速 v.s.全球半导体销售规模三个月移动平均值增速20图 32：台积电营收季度同比 v.s.全球半导体销售规模季度同比20图 33：中芯国际营收季度同比 v.s.全球半导体销售规模季度同比20图 34：台积电月度营收增速 v.s.存储器价格变动21图 35：台积电月度收入增速变动与美国 2 年期国债收益率波动（2009.12020.03）23图 36：台积电月度收入增速变动与中债 2 年期国债收益率波动（2009.12020.03）26图 37：台积电月度营收增速 v.s.存储器价格变动（2009.1 2020.3）28图 38：集成电路工艺的核心工序34图 39：以形成 N-Well 为例的半导体工艺流程34表 1：主要推荐标的估值一览表6表 2：亚洲主要地区的晶圆代工业务建设发展10表 3：传统半导体厂商在 2008 年后逐步退出晶圆制造业务的情况11表 4：除台积电以外的传统晶圆代工厂商先进制程投资放缓14表 5：中国大陆地区半导体行业投资扩张的规划19表 6：周期波动中晶圆代工增速及存储器价格变动21表 7：不同行业状况下标普 500、费城指数的区间收益率24表 8：美国国债收益率与台积电月度收入波动对于时间周期的划分24表 9：不同行业及资金状况下标普 500、费城指数的区间收益率24表 10：不同行业及资金状况下标普 500、费城指数的区间超额收益月数25表 11：不同行业状况下沪深 300、申万半导体指数的区间收益率26表 12：中国国债收益率与台积电月度收入变动对于时间周期的划分26表 13：不同行业及资金状况下沪深 300、申万半导体指数的区间收益率27表 14：不同行业及资金状况下沪深 300、申万半导体指数的区间超额收益月数27表 15：周期波动中晶圆代工增速及存储器价格变动29表 16：行业变动周期不同阶段费城半导体指数以及申万半导体指数相对收益率29表 17：生产工艺主要供应商35一、核心投资逻辑延续前两份系列报告的研究框架，本报告继续对行业发展的周期性波动进行预期和投资机会 进行探索，基于的基本面信息来源半导体晶圆代工行业的发展规律。我们认为，大需求周期波动 中小库存周期嵌入其中，上一篇中存储器的价格可以作为库存波动的指示性指标，而对于终端需 求变动敏感的晶圆代工厂商的数据信息，则是本篇中对于库存波动周期的另一个重要指标。我们 通过结合上述两个指标研判行业的周期过程，并且基于上述结论，探究在海外和国内市场，尤其 是二级市场的投资机会。主要结论如下：整体行业展望：周期性回升会迟到，但不会缺席从两个指标的结合看，产业未来 612 个月行业尽管在新冠疫情影响下上行过程受到延迟，但上行趋势仍然可以确定，从 2019 年下半年开始，晶圆代工的核心供应商台积电的月度数据已经进入到上行过程，而存储器价格则在 2019 年末开始回升，尽管新冠疫情影响下，两个信号均 出现了波动，但是无论是对于需求还是库存的与其看，行业逐步进入回升只是会受到短期的扰动 而不是趋势性的改变。晶圆代工未来趋势：进一步细分，先进工艺/特色工艺环肥燕瘦晶圆代工从发展到现在的 30 多年来，核心推动力来自于基于摩尔定律的集成度提升使得晶 圆加工的投资规模持续增大，资本实力相对较弱的厂商逐步通过代工外包生产的方式来经营，而 2000 年前后的互联网泡沫以及 2008 年的金融危机，促进了这种外包生产模式的加速渗透，也使得台积电为代表的厂商持续做大。从 2017 年之后，随着晶圆代工新建厂房追求先进工艺所需 的投入持续增加，更多的晶圆代工厂商也逐步选择暂停新工艺的投入。未来，我们认为先进工艺 将是台积电、三星和中芯国际持续追求的目标，而更多厂商将会在成熟工艺/特色工艺的细分市 场，占据各自的定位。投资机会：行业周期上行中选择合适的时点一方面，我们研究了晶圆代工基本面信息结合资本市场资金面情况变化的结果，美国市场在 过去 10 年时间内由晶圆代工产业所显示出来景气周期，无论是资金层面如何变动都能够获得较 好的超额收益概率。国内 A 股市场在 2016 年之后受到自资金层面的影响更加大一些，行业基本 面的变动略低。另一方面，我们结合晶圆代工和存储器数据对行业周期进行划分，大致分为“复 苏-扩张-平稳-收缩”的周期循环，从美股市场看，扩张期和平稳期是获取收益的良好时间，国内 A 股则更加偏向于能够稳健确认的平稳期。基于上述的行业判断，我们认为未来 612 个月晶圆代工行业和整体拥有投资机会，提升行 业整体评级至“领先大市-B”，主要推荐标的包括港股市场的中芯国际（0981.HK）、以及国内 A 股市场的相关标的中长电科技（600584.SH），建议关注标的为华虹半导体（1347.HK）、华润微（688396.SH），通富微电（002156.SZ），华天科技（002185.SZ），太极实业（600667.SH）等。PEPEPE表 1：主要推荐标的估值一览表代码重点推荐名称市值（2019）（2020E）（2021E）PB0981.HK中芯国际9225346421.9600584.SH建议关注长电科技47453578483.7*1347.HK华虹半导体1971622171.1*688396.SH华润微487122103765.0002156.SZ通富微电2671,39774524.4002185.SZ华天科技36212674544.7600667.SH太极实业2423936303.5资料来源：Wind，（截至 2020 年 5 月 22 日收盘，*采用市场一致预期，港股采用港币为单位）风险提示：新冠疫情出现反复使得全球宏观经济形势超预期波动；国际贸易争端加剧影响全球经济及消费需求影响半导体产业终端需求；晶圆代工行业的投资及技术研发推进速度不及预期；国内半导 体产业投资速度不及预期；二、晶圆代工诞生到壮大：顺天应人，时来天地皆同力半导体晶圆代工商业模式的开创由台湾积体电路制造股份有限公司（简称“台积电”）开始，张忠谋凭借其对半导体行业深刻的认知和台湾政府的支持，台积电整体发展过程相对较为顺利。固然张忠谋的见识和运筹是开创行业的重要因素，但是从行业的角度看，电路设计和晶圆加工两 个环节的分离，代工模式逐步与传统 IDM（Integrated Device Manufacturer，整合部件供应商）分庭抗礼也是大势所趋，不仅是台积电，包括台湾、中国大陆、新加坡、马来西亚等亚洲各地的 半导体晶圆代工业务纷纷出现，继日本、韩国通过存储行业进入全球半导体竞争版图后，亚洲半 导体业务再次把握了突破的机遇。（一）起步：岁在丁卯，台积电诞生扩张顺天应人晶圆代工的创始在台积电，因此我们首先观察台积电的发展历程。台积电在 1987 年 2 月创 立于台湾新竹科学园区，其创始人张忠谋也被尊为台湾的半导体教父。图 1：台积电的发展历程（1987 2019）资料来源：台积电官网、网易财经、搜狐科技、台积电开创了半导体行业一种全新的商业模式，尽管在早期的几年中不可避免的面临对于全 新商业模式的客户接受度挑战、经营管理摸索前行、行业标准模糊不清等各类困难，但是在经过 较大调整后获得英特尔的认证认可后，台积电随后的发展相对较为顺利。图 2：台积电年度收入规模及增速（1991 2019）图 3：台积电年度毛利率及净利润（1991 2009）资料来源：台积电年报，Wind，资料来源：台积电年报，Wind，从台积电披露的年报业绩数据可以看到的是，从 1991 年开始的信息显示，台积电保持了在年度收入方面持续的快速成长，在过去 29 年内，仅有 2001 年和 2009 年出现了下降的情况。盈 利能力方面则更是重要的指标，毛利率基本保持在 40%以上，仅有 5 年低于这一水平，净利润 率则是平均在 30%以上。盈利能力从最初形成规模后就能够实现高位水平，并且持续保留下来，显示了公司强大的竞争力，即使从整个半导体行业来看，台积电也是处于高盈利的状态。尽管晶圆代工从产业模式上更加接近传统制造业的高资本投入和相对较高的人员劳动力成 本投入，而非科技企业相对较高的研发投入和无形资产规模，但是台积电能够持续保持快速的规 模成长以及盈利能力，显示其业务存在强大的稀缺性。我们认为，台积电所开创的晶圆代工产业 模式，以及由此开始的产业分工合作模式“顺天应人”，快速发展也顺理成章。台积电及其代表的晶圆代工模式首先解决的是产业中资金的问题。图 4：全球半导体行业收入规模及资本开支（1982 2019）资料来源：ICInsights，Wind，从图中我们可以看到，半导体行业收入规模扩张和资本开支扩张基本处于同步推进的过程，尽管增速有所波动但资本开支总规模整体是大幅度提升的，与行业规模对比来看基本维持在 25%左右。根据 IC Insight 速度数据，从 1982 年到 2019 年的 37 年时间内，半导体行业资本开支规 模年复合增长率为 10.4%，2019 年整体规模达到了 1,023 亿美元。图 5：Intel 的资本开支（1991 2019）图 6：AMD 的资本开支（1991 2019）资料来源：Intel 财报，Wind，资料来源：AMD 财报，Wind，整体规模的大幅增加的情况下，单个生产厂房项目投入规模方面尽管有差异，但是在 2000 年之后也达到了亿美元的数量级上，大规模的资本投入限制了更多的初创型厂商的进入。上图中 我们看到，即使是以 AMD（超微半导体）这种体量的厂商，在资本投资方面也显得举步维艰，而仅有体量更加庞大的 Intel 能够保持持续的投入规模。晶圆代工通过将大规模资本投入于生产线的任务接过来，为初创型公司提供一个更加灵便的 机会来实现在产品设计方面的想法，并以最快的速度进入到消费市场中，获取潜在超额收益，进 而实现业务规模的扩张。这种商业模式就有了滋生发展额土壤。图 7：全球半导体行业规模增速 v.s.台积电收入规模增速（1998Q1 2019Q4）资料来源：Wind，台积电季度报告，我们可以观察到半导体行业的周期性波动对于台积电的发展往往起到了正面的推动作用，正 是由于在产业下行周期中，终端产品厂商受到自身经营情况恶化的挑战，主动或者被动减少资本 开支的规模，而增加对于代工业务的需求，给台积电带来的扩大业务规模的机遇。2001 年的互 联网泡沫破灭以及 2008 年的全球金融危机之后，台积电均展现了更为强劲的收入规模恢复速度，并且其收入规模的波动也趋缓，下行过程优于行业整体。台积电的代工模式另外还解决了一个产业技术标准的问题。图 8：摩尔定律的晶体管集成度演变资料来源：搜狐科技，众所周知，摩尔定律对于行业发展有着指引作用，过往 Intel 一直被视为最为坚定的践行者，但是进入到 21 世纪之后，台积电在工艺制程中稳步而有效的推进摩尔定律的应用，逐步在工艺 制程的先进性标杆竞争中从跟随、分庭抗礼再到引领。图 9：台积电和 Intel 在工艺制程技术上的演进过程对比资料来源：ICInsights，台积电官网，搜狐科技，如前所述，台积电在成立之初依靠通过 Intel 的严苛认证获得了行业市场的认可，到后来能 够领先 Intel 挑战更为先进的制程工艺，一方面离不开台积电一贯秉承的技术追求，另一方面，我们认为其代工模式来作为行业标准的引领着也能够更加有效的获得行业其他厂商的认可。晶圆 代工厂商的工艺技术标准能够更大范围的获得芯片设计公司的认可，并且在工艺制程上享受更为 平等的竞争环境，反过来也能更加推动台积电的发展。（二）发展：时来同力，亚洲晶圆代工多地开花台积电开创的晶圆代工业务模式获得成功，从两个方面影响着行业发展的变化趋势：一方面 亚洲（除了日本以外）半导体产业通过效仿台积电建立生产基地承接晶圆代工业务，以及封装测 试外包业务的方式，在全球化的趋势中获得了自身定位；另一方面，传统半导体厂商持续向轻资 产的设计公司转型，为晶圆代工和封装测试外包业务提供了更多的需求。供需两端均在推动以晶 圆代工和封装测试为业务模式的分工合作方式转化，推动产业链全球化。而产业链全球化最终的 而结果也使得产业投资更加均匀，即我们在系列报告（一）中提及的产业周期有“供给驱动”向“需求 库存”驱动的转变。首先，台积电带来的晶圆代工模式在台湾、中国大陆、韩国以及东南亚地区迅速迎来了追随 者，对于亚洲半导体行业的发展起到了重要的推动作用。表 2：亚洲主要地区的晶圆代工业务建设发展地区公司成立时间台湾联华电子股份有限公司1980 年世界先进积体电路股份有限公司1994 年 12 月中国大陆中芯国际集成电路制造有限公司2000 年 4 月上海华虹 NEC 电子有限公司1997 年 7 月上海先进半导体制造股份有限公司1988 年 10 月韩国东部高科半导体1997 年东南亚新加坡特许半导体1987 年资料来源：搜狐科技、东部半导体官网、联电官网、亚洲晶圆代工半导体企业的起步发展基本在 21 世纪交替的前后，尽管随后的发展曲线不尽 相同，并且台积电在半导体晶圆代工行业的地位无人可以撼动，但是越来越多的政府、资本的参 与使得行业整体的影响力持续扩大。图 10：全球半导体市场规模 v.s.全球晶圆代工市场规模（2010 2019）资料来源：ICInsights，摩尔精英，晶圆代工的市场规模相比于全球半导体产业的市场规模比例持续增大，显示这一业务模式的 重要性和影响力正在持续加大。正如我们前面叙述的那样，亚洲半导体产业钟情于晶圆代工和封 装测试来扩大产业链中的地位是处于新进入者的选择，客观上推动了产业的全球化布局。另一方面我们也可以看到，半导体行业的周期性波动尤其是在金融危机为代表的下行过程中，越来越多的欧美、日本厂商则通过将制造业务剥离以降低运营资金压力，将更多的资源集中到相 对投入规模较小的设计开发中，通过保持研发投入来维持知识产权等无形资产来保持竞争力。而 剥离出来的生产制造相关实体，或直接关停或出售给亚洲的经营者实现资源优化，从另一方面也 增加了晶圆代工的需求。表 3：传统半导体厂商在 2008 年后逐步退出晶圆制造业务的情况厂商时间概述AMD2008 年收购 ATI 等大规模支出，AMD 将晶圆厂卖给了阿布扎比的 ATICIBM2014 年将旗下晶圆厂出售给格罗方德，并给予 15 亿美元补贴Atmel2007 2009 年分别将其英国、德国等地的晶圆厂出售给包括 TSMC 在内的买家富士通2017-2018 年分别将 8 寸线和 12 寸线出售给安森美和联电IDT2009 年与台积电合作进行晶圆生产，旗下晶圆厂逐步关闭或寻求出售Cypress2017 年出售位于美国明尼苏达布卢明顿（Bloomington）的晶圆厂资料来源：电子发烧友，网易，eepw，根据 IC Insights 的研究统计看，从 20092017 年间，全球共有 92 做晶圆厂停产或者改变 用途，其中日本、美国是主要的关厂地区，业务模式上也有更多的传统 IDM 厂商向 Fabless（无 晶圆厂）或者 Fab-lite（轻晶圆厂）转型，除了我们上述罗列的部分厂商外，包括 TI、Infineon、STM、瑞萨、Freescale、NXP 等均在晶圆厂上做出了部分调整，以期改善经营状况，尽管没有 完全出售相关业务。我们仍然以 AMD 作为一个参考来看，AMD 分别于 2008 年和 2015 年出售了自身晶圆制造 和封装测试业务模块，转型成为一家纯设计厂商，尽管在一段时间内受制于没有非常有效的晶圆 加工支持，AMD 在与 Intel 和 Nvidia 的竞争处于不利状况，但是其在资金层面的可支配性增加，使得其在研发投入方面的扩张，逐步在 AI 和显卡领域获得了市场的认可。图 11：AMD 的资本开支占收比（1991 2019）图 12：AMD 的研发投入占收比（1991 2019）资料来源：AMD 财报，资料来源：AMD 财报，AMD 的案例是从 IDM 向纯设计类的 Fabless 模式转变的过程，而高通、华为海思、苹果、赛灵思等从设立就是 Fabless 的厂商则充分受益于晶圆代工行业的快速发展。图 13：全球 Fabless 收入规模与 v.s.全球 IDM 收入规模（1999 2017）资料来源：statista，icinsights，摩尔精英，可以看到的是，纯设计的 Fabless 模式在行业的发展速度更快也更为稳健。考虑我们在前一 份报告中提到的，存储器厂商以 IDM 为主，并且收入规模约为 1,000 亿美元，因此在非存储器 领域内中，Fabless 与 IDM 厂商已经基本实现了平分秋色的状况。需要指出的是，在上述统计中 以 TI、NXP、ST Micro 等既拥有自身的晶圆制造和封装测试能力又将一部分产品通过外包生产 的厂商，其收入仍然被视为 IDM 业务的收入规模，因此实际通过“Fabless Foundry OSAT”的分工合作模式生产的产品会更为显著。商业模式上的变革带来了两个显著的行业变化，一方面一直是我们之前叙述的产业全球化加 深，另一方面则是解释了系列报告一中关于产业周期的变革。首先，根据 SIA 的数据我们可以看到，亚太地区（不包括日本在内）的半导体销售收入规模 增长速度整体而言高于其他地区，而 2019 年亚太地区（不包括日本在内）的总收入占比也达到 了 63.1%，全球影响力显而易见。图 14：全球其他地区半导体销售增速 v.s.亚太（除日本）增速图 15：亚太地区半导体销售占比（2019 年）资料来源：Wind，资料来源：Wind，晶圆代工兴起更为深远的影响在于全球化分工后，半导体行业的周期性波动也发生了明显的 变化。IDM 业务模式的占比降低削弱了产能供给对于产业冲击影响，而终端需求则成为了行业波 动的核心影响力。三、晶圆代工再细化发展：吉无不利，短长肥瘦各有态晶圆代工行业顺应了产业发展需求而获得了过去近 30 年的长足发展。未来，我们可以观察 到，晶圆代工行业也在进一步向细分方向发展。以台积电为代表的追求先进制程由于高额的资本 需求目前仅剩下台积电、三星和中芯国际仍然在孜孜不倦的拓展，Intel 仍然维持其 IDM 的模式，而包括 UMC、格罗方德、TowerJazz、世界先进、华虹宏力等均更多关注于各自擅长的细分领 域内，追求业务扩张与投资回报中更加理想的性价比。另外，由于晶圆代工行业在产业中的影响 力持续加大，作为终端需求厂商的上游供应商，对于行业中短期的景气度波动也有着良好的直营 作用，成为我们观察行业走势的重要参考指标。（一）先进制程：台积电鳌头独占，三星中芯壮志待酬晶圆代工行业对于先进制程的追求是其发展的重要基石，为纯设计的 Fabless 厂商提供能够 与 IDM 匹配或者超越的技术能力是能够持续获得客户拥戴的核心竞争力，这种比拼基本上市台 积电与 Intel 之间的竞争。从进入到 22nm 以后，台积电开始实现了技术节点上的领先，对于晶 圆代工业务模式有着积极地的意义。图 16：台积电与 Intel 在先进制程技术节点上的推进对比资料来源：ICInsights，台积电官网，搜狐科技，我们在之前的叙述中已经阐述过从 2011 年之后，摩尔定律已经基本很难持续推进下去，但 是台积电的先进制程推进仍然是最接近摩尔定律的要求的。正是凭借其在技术制程上孜孜不倦的 追求，其他晶圆代工厂商正在逐步脱离节奏。台积电既是具备先发优势的“优等生”，又在先进 工艺投入“最为努力”，那么其在行业中鳌头独占的地位无人可以撼动。表 4：除台积电以外的传统晶圆代工厂商先进制程投资放缓公司时间概述联华电子2017 年2017 年 9 月，联华电子表示暂停先进制程开发，专注提升 28 纳米和 14 纳 米制程的竞争力。1 年后，宣布放弃 12nm 制程开发。格罗方德2018 年2018 年 8 月，格罗方德宣布将无限期地暂停 7nm 制程工艺的开发，以便将资源转移到更加专业的 14nm 和 12nm FinFET 节点的持续开发上。资料来源：搜狐科技，摩尔新闻，在 UMC 和格罗方德相继宣布放缓先进制程的布局（我们目前认为其为“放缓”而非完全“放 弃”），台积电诱人的盈利能力和行业话语权，使得其身后仍然有追随者力图将其拉下王座。中国 大陆地区的中芯国际始终是一个孜孜不倦的追随者，而韩国半导体巨头三星则是从 2017 年宣布 进入晶圆代工行业中后，显示出了强大的竞争力。中芯国际是目前中国大陆地区先进制程和工艺的领导者，从 2000 年成立以来，中芯国际定 位于先进工艺的应用领域。图 17：中芯国际的发展历程（2000 2019）资料来源：eefocus，中芯国际官网，中芯国际的发展历程基本上可以分为三个阶段，其创始人张汝京从 2000 年建立到 2009 离开的 10 年为第一阶段，之后 2009 年到 2017 年为第二阶段，2017 年中芯国际引进梁孟松作为 其联席 CEO，重点负责开发先进工艺制程，可以认为是公司发展的第三阶段。根据目前可以看到的公开资料显示，中芯国际在先进制程技术上的推进基本是跟随台积电的 布局，在 2017 年进入第三阶段后，公司在技术上的步伐有加快的迹象，尽管目前仍然离开台积 电存在两代以上的差距，但不可否认的是凭借中国大陆地区的近年来对于集成电路产业的政策倾 斜，中芯国际正在加快其追随的步伐。图 18：中芯国际与台积电的先进工艺技术节点对比资料来源：eefocus，中芯国际官网，台积电官网，如果说中芯国际在过去 20 年始终在亦步亦趋的追随着产业发展路径的话，那么韩国半导体 巨头三星电子在 2017 年 5 月宣布将其代工业务部门从系统 LSI 部门独立出来，全面推进半导体 晶圆代工则成为行业内不可忽视的事件。三星的晶圆代工业务起始于 2005 年，由于其在半导体存储器行业中的大规模投入和行业竞 争地位，使得三星其在晶圆代工业务的拓展速度并不吸引眼球。尽管在中芯国际之前引进梁孟松博士给三星晶圆代工业务在工艺制程上的发展带来的快速的突进，但是由于集团定位等原因，2017 年以前的三星晶圆代工业务始终处于相对低调的位置。图 19：三星电子与台积电的先进工艺技术节点对比资料来源：搜狐科技、三星官网，2017 年之后，随着 UMC 和格罗方德逐步退出先进工艺投资，而三星则高调宣布扩张晶圆 代工业务，从上图看到三星在 14nm 以下的节点上已经具备了强大的竞争实力，并且公司在客户 渠道方面也保持了与高通、苹果等一线厂商的长期合作关系。图 20：全球晶圆代工行业的营收排名和占比资料来源：Trendforce，搜狐，eefocus，目前，全球纯晶圆代工企业的营收和份额占比看，台积电依然无可争议的独占鳌头，由于三 星除晶圆代工外还有其他业务，如果按照 2019 年公司公布的晶圆代工的收入规模看，三星的晶 圆代工业务能够在行业中位于第二的位置。从之前的技术工艺能力和市场规模对比看，尽管中芯 国际凭借大陆的良好资源、三星拥有集团强大的支持，晶圆代工业务短期看他们仍然是处于壮志 待酬的阶段。（二）特色工艺：环肥燕瘦，细分市场竞争步步为营在前一段中我们了解到以 UMC、格罗方德等相继宣布退出了先进制程的投资布局，仅剩下 台积电、三星和中芯国际坚持推进。通过在已有成熟工艺方面的投入，提升产品性价比及竞争力，由先进制程转向细分市场的策略也是由来已久。通常，我们将不以摩尔定律微指导尺寸缩小的半 导体工艺称为“特色工艺”。从需求上看，特色工艺的市场应有前景广泛，具备了吸纳更多企业 在各自特色领域内做精做强的基础。摩尔定律引导的先进工艺核心的应用领域是在核心处理器芯片（主要是电脑、服务器的 CPU 和移动终端的应用处理器 SoC）和存储器上。在模拟类、MCU、OSD（Optical-Sensor-Discrete，光电-传感-分立器件）等领域内，制程先进性要求较低，是特色工艺应用的主要市场。生产线方 面，8 英寸和 12 英寸均有各自的应用环境，甚至在一些领域内 6 英寸产线也仍然在使用。图 21：MCU、模拟器件和分立器件的市场规模及增速图 22：全球半导体行业市场规模占比（2019）资料来源：Wind，SIA，资料来源：Wind，SIA，从上图中我们看到，包括 MCU、模拟电路和分立器件三个领域占整体市场的份额接近 50%，并且其发展速度更加稳健，为特色工艺应用提供了基础。更加值得关注的是，与先进工艺相比，目前特色工艺在晶圆代工业务模式上渗透率相对较低，传统逻辑器件除了 Intel 之外，主要厂商 基本采用“设计-代工-封测”的分工合作模式，而在模拟器件、MCU、分立器件的供应商中，仍 然有较多的生产由本公司的生产线生产。图 23：部分模拟、MCU 厂商研发、资本开支以及盈利能力情况资料来源：公司财报，雅虎财经，Wind，从上表中可以看到的是，以模拟器件、MCU、功率器件等为主要业务的厂商在研发投入和 资本开支方面的双重需求使其在毛利率等水平上低于逻辑器件 Fabless 的厂商，未来随着总体投 入规模的扩大，更多的将生产制造等易于标准化的环节外包成为合理的选择。需求端对于特色工艺的潜在驱动力可以预期，供给端同样具备了可行的发展机会。我们观察 台湾半导体代工厂商世界先进和大陆半导体代工厂商华虹半导体的业绩变化为例，研究特色工艺 为主的晶圆代工企业经营变化的情况。图 24：世界先进与华虹半导体年收入增速（2012 2019）图 25：世界先进与华虹半导体季度收入增速（2015Q12020Q1）资料来源：华虹财报，世界先进财报，资料来源：华虹财报，世界先进财报，首先我们观察公司的收入变化情况，无论是年度收入还是季度收入的波动幅度看，特色工艺 厂商的波动相对较小，显示行业的稳定性和整体客户的粘性更具优势。图 26：世界先进与华虹半导体年净利率（2011 2019）图 27：世界先进与华虹半导体季度净利率（2014Q12020Q1）资料来源：华虹财报，世界先进财报，资料来源：华虹财报，世界先进财报，可以预期的是，特色工艺的供应商在盈利能力方面的波动性也相对较小，一方面在需求端的 稳定性带来了公司的经营管理方面可预期性更加理想，另一方面也可以看到由于制程的成熟度相 对较高，在设备投入资本开支层面以及研发投入规模层面特色工艺厂商相对较小，成为成本控制 方面的优势。图 28：世界先进与华虹半导体资本开支规模占比（2011 2019）图 29：世界先进与华虹半导体研发费用占比（2011 2019）资料来源：华虹财报，世界先进财报，资料来源：华虹财报，世界先进财报，我们再观察华虹半导体的发展历程，作为国内半导体行业发展的重要“九九”工程建立的 企业之一，华虹半导体成立之初与当时全球半导体龙头厂商之一日本 NEC 合作，旨在建立先进 工艺产线，但是在适应终端需求的驱使下，华虹半导体从智能卡、功率器件的产品代工逐步形成 了以特色工艺为核心的业务发展方向，在全球的竞争中占据了重要的位置。前段论述中我们认为中芯国际作为中国大陆地区先进工艺制程发展的厂商，在资本方面和资 源投入方面将会有较大规模的支持，中国大陆半导体发展中寻求更多在特色工艺路线的突破成为 了更加理想的机会。表 5：中国大陆地区半导体行业投资扩张的规划厂商时间产线项目地点华虹半导体 中芯国际 积塔半导体2018 年 3 月2018 年 5 月2018 年 8 月12 英寸特色工艺产线，总投资约 25 亿美元，工艺等级90-65 纳米、月产能约 4 万片8 英寸特色工艺产线，首期投资 58.8 亿元人民币，聚焦 于微机电（MEMS）和功率器件8 英寸和 12 英寸特色工艺产线，总投资 359 亿元人民币 重点面向工业控制和汽车电子、电力能源等高端应用，规无锡 绍兴 上海临港士兰微粤芯半导体2018 年 10 月2019 年 3 月划月产能 6 万片的 8 英寸和 5 万片 12 英寸生产线12 英寸特色工艺产线，总投资 170 亿元人民币，根据规划，第一条 12 英寸生产线总投资 70 亿元、工艺线宽90nm，达产规模 8 万片/月12 英寸特设工艺产线，总投资 70 亿元人民币，规划月产能 4 万片，产品包括微处理器、电源管理芯片、模拟芯片、功率分立器件等厦门广州资料来源：搜狐科技、，我们认为，从行业发展的规律和条件看，特色工艺与先进工艺均具备了重要的市场地位，即 使是在台湾半导体代工产业中，能够持续不断的进行先进工艺开发的厂商也仅剩下了台积电一家，由此两个模式的结合才是一个地区积极发展晶圆代工并形成综合竞争力的保障，“环肥燕瘦”，同 步稳步建立完善的体系对于中国大陆的半导体产业环节整体将会有积极正面的作用。（三）指引作用：春江水暖鸭先知在之前论述晶圆代工的发展历程我们可以看到，这一商业模式的核心是对于资本开支的需求 转移，通过规模效应将金额日趋庞大的资本投入发挥到最优效率。随着晶圆代工的规模持续做大，形成“设计-代工-封测”的分工模式占据主流方式后，从产业链上作为半导体产业需求的上游供 应商，晶圆代工厂商业务规模的变动就能够以“春江水暖鸭先知”的模式成为了行业整体波动的 指引性指标。首先先观察台积电月度收入数据与行业市场的整体收入的变动关系，我们认为，作为芯片设 计公司上游核心的代工供应商，客户从下单到产品交付需要 1-3 月不等的时间，因此台积电的月 度收入变化情况应当能够对终端需求起到指引作用。图 30：台积电三个月移动平均月度收入增速 v.s.全球半导体销售规模三个月移动平均值增速资料来源：Wind，台积电财报，从行业月度收入的三月同比数据对照，借助统计工具我们可以发现，台积电三个月月度同比 与 SIA 公布的行业月度收入同比数据在延迟两个月之后获得了较高的相关系数，从上图直观看到 台积电对于行业整体趋势的预期在底部回升的过程中将更为显著。再结合世界先进、联华电子作为规模相对小一些的供应商来看，我们观察进入到 2011 年之 后随着晶圆代工的市场影响力日趋增加，并且台积电的标杆效应得到了行业市场的追随后，二线 供应商的波动与行业的趋势有着更加紧密的联系。图 31：联电、世界先进三个月移动平均月度收入增速 v.s.全球半导体销售规模三个月移动平均值增速资料来源：Wind，联电财报、世界先进财报、台企月度数据的波动趋势作为半导体产品的供应商，能够有效指引行业变动的趋势，我们再 从结合季度数据的变化，增加中芯国际作为中国大陆半导体厂商的代表厂商。图 32：台积电营收季度同比 v.s.全球半导体销售规模季度同比图 33：中芯国际营收季度同比 v.s.全球半导体销售规模季度同比资料来源：Wind，台积电财报，资料来源：Wind，中芯国际财报，如我们之前分析的一致，以台积电和中芯国际两家厂商的销售收入波动趋势看，晶圆代工厂 商的季度收入波动基本可以领先行业一个季度的样子，尤其显著的是从底部回升的过程中，台积 电具备了非常明显的指引作用。回顾我们系列中前一份报告，采用存储器的价格波动作为行业的前瞻性指标预测行业的未来 景气度变动趋势，而在本报告中我们则采用晶圆代工厂商的收入规模波动作为指标进行预测，两 者背后的逻辑存在差异，因此我们将其结合起来观察。图 34：台积电月度营收增速 v.s.存储器价格变动资料来源：Wind，台积电财报、我们将两者数据叠加可以获得一些对于行业指引作用的信息，我们的基础逻辑是以台积电为 代表的晶圆代工厂商月度营收增速显示了行业需求的变化过程，而存储器价格则是对于行业库存 波动的指引，因此观察 2009 年以来的两个可以观察的周期波动看：表 6：周期波动中晶圆代工增速及存储器价格变动周期行业状况晶圆代工收入波动存储器价格复苏需求提升 库存维持低位增速提升价格低位平稳扩张需求提升 库存增加保持增长，增速放缓价格上行平稳需求平稳 库存平稳保持增长，增速平稳价格高位平稳/小幅下降收缩需求下降 库存减少增速放缓至负增长价格下降资料来源：从图中较为完整的两个周期中我们看到，当台积电收入增速与存储器价格同时呈现提升的情 况下（尽管时间前后略有差异，但趋势可以确定），行业处于较为理想的复苏过程，而两者同时 处于下降的状况则显示了行业下行状况明显。从目前的数据趋势看，从 2019 年下半年开始，台积电收入增速和存储器价格均处于复苏的过程中，并且时间长度上仅经过了 2-3 个季度，考虑到新冠疫情的影响，我们判断，行业本轮的 复苏周期持续时间可能会略长于前两次的复苏周期。结合在前一系列报告中，关于设备出货量、晶圆出货量等先行指标的判断（具体参考前系列，此处不做赘述），行业市场复苏过程可以较好 的确认。四、投资再论：投资时钟中晶圆代工节奏在前述的研究中我们可以看到以台积电为代表的晶圆代工企业月度和季度的营收变动可以 对行业的整体景气度起到指引作用，本章节中我们进一步分析行业市场波动规律与二级市场投资 之间的关联性，在上一份系列报告（存储器篇）的基础上，继续探寻半导体行业的投资时钟以及 相应投资机会。我们研究的市场仍然是美国资本市场半导体行业以及中国 A 股市场半导体行业投资机会，分为两个部分进行：1）结合资本市场的资金变动情况（通过国债收益率来表征），以及行业的景 气度指标（以台积电月度收入变动表征），观察行业的持续持有和短期持有两种策略状况下的相 对收益率；2）结合台积电的月度收入变动和存储器价格变动状况，将行业的周期进行细分，研 究不同行业状况下市场的持续持有策略，在相对收益和绝对收益中的投资机会。从结论上看，美国市场的投资机会与行业的景气周期波动具备较为良好的相关性，基本符合 我们对于成熟行业市场带来投资机会的预期，而国内 A 股市场对于行业较为理想的投资机会在 于确定性较高的事情，在行业存在不确定性的情况下，资金影响更为显著。（一）台积电的标杆指引：美股与 A 股的节奏我们运用上一篇报告中关于行业周期性波动和资本市场资金面变动趋势来研究行业投资机 会，与之前一致，我们会分别研究美国资本市场和中国 A 股市场的投资机会。本次选取的参数 包括台积电月度营收三个月移动平均值的同比变化来代表晶圆代工行业波动，美国市场分别选取 2 年期国债收益率、美国费城半导体其指数（SOX）、标普 500 指数，国内 A 股市场则选择中债2 期国债收益率、申万半导体指数以及沪深 300 指数。首先我们先来关注美国市场，以台积电收入增速与国债收益率将过去的时间进行划分。图 35：台积电月度收入增速变动与美国 2 年期国债收益率波动（2009.12020.03）资料来源：Wind，台积电月度收入公告，根据上图中台积电的收入变动，我们基本认为行业经历了 4 个周期波动（第一个和最后一个 周期属于不完整周期），因此按照价格变动划分的行业周期为：1）营收规模持续扩张趋势，行业 上行：2009 年 1 月至 2010 年 4 月、2012 年 3 月至 2015 年 3 月，2016 年 5 月至 2018 年 5 月；2019 年 6 月至 2020 年 3 月；2）营收规模持续放缓趋势，行业下行：2010 年 5 月至 2012 年 2月、2015 年 4 月至 2016 年 4 月，2018 年 6 月至 2019 年 5 月。我们主要考察美股市场的行业走势预期，因此仅比较费城半导体指数与标普 500 指数，首 先仅考虑行业市场的影响。表 7：不同行业状况下标普 500、费城指数的区间收益率行业状况时间段标普 500费城半导体指数超额收益率趋强2009.1 2010.4 31.4% 77.2% 45.8 12.3 2015.3 51.4% 64.0% 12.6 16.5 2018.5 31.0% 113.7% 82.7%趋弱2019.6 2020.32010.5 2012.2(6.1%) 15.1% 16.5% 12.8% 22.6%(2.3%)2015.4 2016.4(0.1%)(7.2%)(7.1%)2018.6 2019.5 1.7%(6.0%)(7.7%)资料来源：Wind，从上表中看到当台积电所显示的行业上行和下行过程中，行业指数与市场指数之间的区间相 对收益率从方向性上与行业状况完全吻合，行业走强预示下行业指数获得正向超额收益率，反之 则为超额负向收益率。如前系列中的类似，我们再增加国债收益率曲线月度波动作为资金面松紧指标，基本上可以 把过去 11 年的分为 3 个部分，在 2016 年 8 月之前处于宽松期，2016 年 9 月起至 2018 年 12 月为收紧过程，2019 年 1 月则再次回归到宽松预期。表 8：美国国债收益率与台积电月度收入波动对于时间周期的划分时间台积电月度营收三个月平均同比带国债收益率带来的货币市场预期来行业预期2009.1 2010.4扩张趋势、上行预期宽松预期2010.5 2012.2放缓趋势、下行预期宽松预期2012.3 2015.3扩张趋势、上行预期宽松预期2015.4 2016.4放缓趋势、下行预期宽松预期2016.5 2016.8扩张趋势、上行预期宽松预期2016.9 2018.5扩张趋势、上行预期收紧预期2018.6 2018.12放缓趋势、下行预期收紧预期2019.1 2019.5放缓趋势、下行预期宽松预期2019.6 2020.3扩张趋势、上行预期宽松预期资料来源：Wind，在增加考虑资金状况对于行业市场的潜在影响我们认为，整体而言资金宽裕程度的影响力相 对较小，仅在市场趋弱的情况下，资金面的宽松与收紧对于相对收益率产生影响。表 9：不同行业及资金状况下标普 500、费城指数的区间收益率行业状况资金状况时间段标普 500费城半导体指数 超额收益率趋强宽松2009.1 2010.4 31.4% 77.2% 45.8%宽松2012.3 2015.3 51.4% 64.0% 12.6%宽松2016.5 2016.8 5.1% 24.2% 19.1%收紧2016.9 2018.5 24.6% 72.1% 47.5%宽松2019.6 2020.3(6.1%) 16.5% 22,6%趋弱宽松2010.5 2012.2 15.1% 12.8%(2.3%)宽松2015.4 2016.4(0.1%)(7.2%)(7.1%)收紧2018.6 2018.12(7.3%)(16.2%)(7.9%)宽松2019.1 2019.5 9.8% 12.2% 2.4%资料来源：Wind，与前一系列中类似，我们在考虑以月度超额收益率的概率来寻找在不同的行业状况和资金条 件下，美国半导体市场整体的投资机会。表 10：不同行业及资金状况下标普 500、费城指数的区间超额收益月数行业状况资金状况时间段费城半导体指数超额收益月数趋强宽松2009.1 2010.4跑赢月/总月数10/16跑输月/总月数6/16宽松2012.3 2015.3跑赢月/总月数21/37跑输月/总月数16/37宽松2016.5 2016.8跑赢月/总月数3/4跑输月/总月数1/4收紧2016.9 2018.5跑赢月/总月数15/21跑输月/总月数6/21宽松2019.6 2020.3跑赢月/总月数8/10跑输月/总月数2/10趋弱宽松2010.5 2012.2跑赢月/总月数9/22跑输月/总月数13/22宽松2015.4 2016.4跑赢月/总月数7/13跑输月/总月数6/13收紧2018.6 2018.12跑赢月/总月数3/7跑输月/总月数4/7宽松2019.1 2019.5跑赢月/总月数4/5跑输月/总月数1/5资料来源：Wind，从上表中我们看到，短期月度超额收益的概率也是基本符合行业情况的影响。在行业市场处 于趋强周期中，整体的月度相对正收益概率为 64.8%，而趋弱周期中正收益概率为 48.9%，存 在显著差异。如果在考虑资金状况的话，“行业趋强 资金宽松”获取超额正收益概率为 62.7%，而资金收紧的情况下为 71.4%，基本没有影响。“行业趋弱 资金宽松”获得超额正收益概率为 50.0%，而资金收紧则为 42.9%。总结而言，美国市场半导体行业整体收益率获取超额收益，以及月度获取超额收益的概率均 基本上和台积电作为标杆的市场状况一致。类似的，我们采取同样的方式研究国内 A 股市场的走势情况。图 36：台积电月度收入增速变动与中债 2 年期国债收益率波动（2009.12020.03）资料来源：Wind，台积电月度收入公告，仅考虑行业状况的情况下，国内 A 股市场申万半导体指数区间收益率与沪深 300 对比如下 表所示。表 11：不同行业状况下沪深 300、申万半导体指数的区间收益率行业状况时间段沪深 300申万半导体指数超额收益率趋强2009.1 2010.4 50.9% 151.6% 100.7 12.3 2015.3 53.8% 138.0% 84.2 16.5 2018.5 20.5% 5.5%(15.0%)趋弱2019.6 2020.32010.5 2012.2 1.6%(14.1%) 68.7%(21.7%) 67.1%(7.6%)2015.4 2016.4(22.1%)(6.3%) 15.8 18.6 2019.5(4.5%)(1.0%) 3.5%资料来源：Wind，国内 A 股市场得区间收益率与行业得状况略有差异，偶其实在进入到 2015 年之后，区间相 较于市场整体得超额收益率与台积电所显示的行业趋势存在一定偏差。我们在考虑资金面影响下 的波动变化，采用中债 2 年期国债收益率作为指标参考。表 12：中国国债收益率与台积电月度收入变动对于时间周期的划分台积电月度营收三个月平均同比带时间国债收益率带来的货币市场预期来行业预期2009.1 2010.4扩张趋势、上行预期收紧预期2010.5 2011.8放缓趋势、下行预期收紧预期2011.9 2012.2放缓趋势、下行预期宽松预期2012.3 2012.9扩张趋势、上行预期宽松预期2012.10 2013.10扩张趋势、上行预期收紧预期2013.11 2015.3扩张趋势、上行预期宽松预期2015.4 2016.4放缓趋势、下行预期宽松预期2016.5 2017.12扩张趋势、上行预期收紧预期2018.1 2018.5扩张趋势、上行预期宽松预期2018.6 2019.5放缓趋势、下行预期宽松预期2019.6 2020.3扩张趋势、上行预期宽松预期资料来源：Wind，采用与美国市场类似的观察方法研究区间超额收益情况表 13：不同行业及资金状况下沪深 300、申万半导体指数的区间收益率行业状况时间段沪深 300申万半导体指数超额收益率趋强收紧2009.1 2010.4 50.9% 151.6% 100.7%宽松2012.3 2012.9(12.9%)(14.8%)(1.9%)收紧2012.10 2013.10 3.5% 39.9% 36.4%宽松2013.11 2015.3 70.7% 99.9% 29.2%收紧2016.5 2017.12 27.7% 19.3%(8.4%)宽松2018.1 2018.5(5.7%)(11.6%)(5.9%)宽松2019.6 2020.3 1.6% 68.7% 67.1%趋弱收紧2010.5 2011.8(7.2%)(1.7%) 5.5%宽松2011.9 2012.2(7.5%)(20.4%)(12.9%)宽松2015.4 2016.4(22.1%)(6.3%) 15.8%宽松2018.6 2019.5(4.5%)(1.0%) 3.5%资料来源：Wind，从区间收益率的角度看，在考虑了资金面的影响后我们认为在时间划分上 2016 年下半年后 资金面对于行业区间超额收益率的影响逐步加大，而之前则是以行业基本面波动为主要因素，尽 管整体而言，超额收益率的可预期性相对较弱。同样我们再观察短期月度超额收益概率在不同资金面和行业状况下的数据。表 14：不同行业及资金状况下沪深 300、申万半导体指数的区间超额收益月数行业状况时间段申万半导体指数超额收益月数趋强收紧2009.1 2010.4跑赢月/总月数13/16跑输月/总月数3/16宽松2012.3 2012.9跑赢月/总月数2/7跑输月/总月数5/7收紧2012.10 2013.10跑赢月/总月数8/13跑输月/总月数5/13宽松2013.11 2015.3跑赢月/总月数10/17跑输月/总月数7/17收紧2016.5 2017.12跑赢月/总月数7/20跑输月/总月数13/20宽松2018.1 2018.5跑赢月/总月数3/5跑输月/总月数2/5宽松2019.6 2020.3跑赢月/总月数7/10跑输月/总月数3/10趋弱收紧2010.5 2011.8跑赢月/总月数9/16跑输月/总月数7/16宽松2011.9 2012.2跑赢月/总月数3/6跑输月/总月数3/6宽松2015.4 2016.4跑赢月/总月数4/13跑输月/总月数9/13宽松2018.6 2019.5跑赢月/总月数6/12跑输月/总月数6/12资料来源：Wind，从上表中我们看到，短期月度超额收益的概率在行业市场处于趋强周期中，整体的月度相对 正收益概率为 56.8%，而趋弱周期中正收益概率为 46.8%，存在显著差异。如果在考虑资金状 况的话，“行业趋强 资金宽松”获取超额正收益概率为 56.4%，而资金收紧的情况下为 57.1%，与我们直观的认知有所差异。“行业趋弱 资金宽松”获得超额正收益概率仅为 41.9%，而资金 收紧则为 56.3%，与直观预期的差异更为显著。在叠加了资金面的数据后的仍然与我们的预期有 所差异，与持仓期整体状况类似的是，2016 年下半年类似于市场的分水岭，之前行业基本面的 影响力更大，而之后资金面的影响逐步加剧。总结来看，由台积电月度收入增速波动所预示的行业基本面变动状况对于国内 A 的指引作 用仍然可以从持续持有和月度短期持有中获取，但是相对的收益预期将会低于美国市场，并且在 进入到 2016 年下半年后，资金面的影响将会更加显著。（二）时钟再论：结合观察存储器及晶圆代工的指导价值上述投资机会关注于台积电作为晶圆代工厂商对于投资机会的指引作用，并结合资金面的情 况进行判断。以晶圆代工厂商的收入规模波动来作为参考依据，其核心逻辑是本报告中对于晶圆 代工厂商波动能够反应行业整体需求的先行指标，回顾上一篇系列报告中，我们以存储器行业产 品价格波动作为行业先行指标，是基于行业市场库存波动来对未来进行预期。在前序章节中，我 们已经探讨过结合上述两个指标对行业景气度进行预判，此处我们将对投资机会进行探寻。我们研究的变量指标为台积电月度收入增速、DRAM 的价格、NAND Flash 的价格，分别关 注美国和中国资本市场的行业指数收益率，分别研究绝对收益率和相对市场整体指数的收益率。图 37：台积电月度营收增速 v.s.存储器价格变动（2009.1 2020.3）资料来源：Wind，台积电财报，根据我们前期在行业景气度预期的指引作用分析中我们可以看到，在过去较为完整的两个周 期中上述数据基本表现出了与行业商业逻辑可以解释的变化规律，此处我们将上述时间端用更加 量化的模式进行细分如下：表 15：周期波动中晶圆代工增速及存储器价格变动周期行业状况时间节点时间长度复苏需求提升 库存维持低位2012.1 2012.99 个月2016.3 2016.86 个月2019.6 2020.310 个月扩张需求提升 库存增加2012.10 2013.912 个月2016.9 2017.59 个月平稳需求平稳 库存平稳2009.1 2010.214 个月2013.10 2015.318 个月2017.6 2018.613 个月收缩需求下降 库存减少2010.3 2011.1215 个月2015.4 2016.211 个月2018.7 2019.511 个月资料来源：Wind，台积电财报，由于在此处仅考虑行业市场指标，因此与之前参考市场资金面情况不同的是，我们此处仅考 虑持续持有的收益率状况，而不在考虑短期持有的收益概率。周期行业状况时间节点标普 500SOX相对收益率沪深 300 SW 半导体 相对收益率表 16：行业变动周期不同阶段费城半导体指数以及申万半导体指数相对收益率复苏需求提升 库存维持低位2012.1 2012.914.6%4.9%(9.7%)(2.2%)(6.4%)(4.2%)2016.3 2016.811.7(.4.7.9%8.6%(4.3%)2019.6 2020.3(5.8%)17.5#.3%1.6h.7g.1%扩张需求提升 库存增加2012.10 2013.917.4(.4.0%5.1F.3A.3 16.9 2017.511.05.3$.2%4.6%(18.0%)(22.5%)平稳需求平稳 库存平稳2009.1 2010.224.0.46.4.56.1.6 13.10 2015.323.3C.4 .1h.2.0.9 17.6 2018.612.5!.1%8.6%0.9.5.6%收缩需求下降 库存减少2010.3 2011.1213.9%7.5%(6.3%)(28.5%)(21.4%)7.1 15.4 2016.2(6.6%)(11.2%)(4.6%)(27.2%)(7.0%)20.2 18.7 2019.52.6%0.1%(2.5%)3.4%3.2%(0.2%)资料来源：Wind，从上表中我们可以看到，美国半导体行业在扩张期和平稳期都能够获得绝对收益和相对的超 额正收益，复苏期的绝对收益率也比较理想，相对收益率可以期待，仅在 2012 年的复苏期中相 对收益为负数，其他都能保持在较好水平。国内半导体市场投资略复杂一些，持续绝对和相对正收益的时期在平稳期，即市场处于较好 确定性的情况下，半导体板块的投资获得市场共同的认可。在复苏期和扩张期两个行业上行的过 程中，在前两个完整周期中，A 股半导体指数绝对收益率呈现此消彼长，而相对收益率仅在 2012年 10 月至 2013 年 9 月的周期中呈现了正收益，其他均为负收益，A 股的投资者在行业不确定 较大的时期选择观望为主。收缩过程的绝对收益率并不理想，考虑到由于半导体行业的周期性波 动与宏观经济的波动越来越高的相关性（参考系列报告的第一份），收缩周期伴随市场整体处于 下行，因此相对收益存在波动。五、附录晶圆代工行业是半导体芯片生产的主要过程，通过对于半导体材料（主要是硅基）进行多种 工艺操作的组合，最终将电路图在半导体基板上完成功能的物理实现。目前，我们主要的集成电 路工艺为“平面工艺”，“3D 工艺”则作为更为先进的工艺制程，在特定的应用场景下使用。1、晶圆加工的主要工序对于晶圆加工而言，尽管产品从投入到成型出品需要经过几百到几千道工序，但是其中的核 心生产工艺过程是一个持续重复的过程。图 38：集成电路工艺的核心工序资料来源：整理对于平面化工艺来说，通过“薄膜材料层生长 光刻刻蚀形成图案 扩散注入改变材料特 性”的循环往复，使得每一层材料可以获得相应的电学物理特性，进而实现功能。图 39：以形成 N-Well 为例的半导体工艺流程资料来源：搜狐科技，2、主要工艺相关设备半导体生产工艺中，各类生产设备是实现相关工艺制程的关键因素，也是决定工艺制程能够 达到高度的极限。表 17：生产工艺主要供应商工艺设备全球主要供应商国内供应商Diffusion（扩散）Oxidation（氧化）氧化炉Tokyo Electron、Applied 北方华创MaterialsLithography（光刻）Etch（刻蚀）Coating（涂胶）Exposure（曝光）Development（显影）Dry Etch（干刻）Wet Etch（湿刻）涂胶/显影机 光刻机等离子刻蚀机 湿法清洗机Applied Materials、ASML、上海微电子、芯源微Canon、Tokyo Electron、JEOL、Nikon；Applied Materials、LAM 中微公司、北方华 Research、Hitachi、Tokyo 创、屹唐半导体、盛PR Strip（剥胶）Wet（清洗）去胶机Electron、Mattson美半导体、至纯科 技、芯源微Implant离子注入机RTP 退火设备Applied Materials、Nissin、凯世通（万业企业）（离子注入）RTA（快速热退火）Lamp Anneal（灯退火）退火灯Invetac、SENDepositionCVD（化学汽相淀积）PECVD、LPCVD、Applied Materials、Canon 中微公司、北方华（薄膜淀积）PVD（物理汽相淀积）MOCVD、ECD、Anelva、Semicore 创、沈阳拓荆ALD（原子层淀积）ECD（电化学电镀）Sputter、EquipmentHitachi Kokusai ElectricCMP（抛光）CMPCMP 设备Applied Materials、Ebara华海清科、电科装备InspectionMask Inspection（光罩检E-Beam 检测KLA-Tencor、Applied 中科飞测、睿励科（检测）测）光学显微镜（OM）Materials、Lasertec 学、上海精测Wafer Inspection（硅片检SEM（二次电子显 Corporation、Hermes测）微镜）Microvision资料来源：半导体行业联盟（ITTBANK）、Technavio、

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2020 年深度行业分析研究报告1.32.42.1.42.2. .52.3.53.73.1.73.2.14nm202058%.93.3.28nm.123.4.643/128.134.1N144.1.144.2.154.3.224.4.244.5.244.6.254.7.ATESOC264.8.STI274.9.281.3-4246,8002016/20171 14nmFinFET2019 2019Q41nm 202031.602 28nm14nm 2020201991255nm 3642019Q32020 645/20215/64128420199DRAM10nm8Gb DDR4120214nm 011N2017-202014%PVD17%CVD2%CMP14%3128 1N1387500067%6%2.2.1.2050AMD20708019872090PC21DRAMPCDRAM 9011950s1960s1970s1980s1990s20PC)/5G/AI/IoTMPU)DRAMASIC&DRAMSOC)20142.2.16/14nm2020 20 30 20251220157020251002030150202514nm 920141,387 5000 2.3.2016/20173-4 246,800 1 3.3.1.10nm-7nm-5nm5GAIIC28nm-14nm-10nm7nm-5nm-3nm7nm-5nm-3nm 20187nm20205nm 7nm2019 7nm355nm2019 20203nm 202063nm105nm201945nm20205nm 20205nm3nm GAAFET3nm2021 GAAFinFET FinFET5nm3nm35P0 213nm 20223nm 14nm/12nm FinFET22nmFD-SOI2019 12nm FD-SOI16nm FinFET12nm10nm FinFET7nm5nm 3nm14nm/12nm FinFET12nmFD-SOI 12nm FD-SOI Intel201910nm10nm7nmIntel Intel intel20217nm 202220237nm 5nm2021 EUVDRAM DRAM2020DDR5 10nm16GB32GB14nmFinFET 1.320192019619A1420201420040%(14nm202014nm%)14FinFET 143.5 6000 3.5FinFET202014nm12nm202012nm14nm 28nm14nm 2020 14nm 2019 91255nm 12NANDDRAM 3D NAND 240 30642019 961282020QL644128C 3D NAND20205/5/12820216412810620202020199DRAM1210nm8Gb DDR42020DDR4LPDDR4 DRAM DDR5LPDDR5GDDR6 28nm/14nm7nm/5nm23.2.140.35m2014128nm0.18m 200128 28nm2015314nm FinFET1819112020 2014 202016 14nm 192177nm14nm FinFET12nm FinFET 220010.18m 2012Q328nm 28nm 2013.940nm 2014.128nm 2015.314nm FinFET 2017.3CEO177nm 14nm FinFET 2018Q22018Q428nm HKC 28nm HKC 14nm FinFET 12nm FinFET%0.2 14nm FinFET%0.3 28nm 2019Q112nm FinFET 2019Q2FinFET N 1 14nm 14nm FinFET 2019.1114nm FinFET 2020Q114nm FinFET 2020Q2A14nm 2018 8447,7502019448,500300mm300mm830 32018Q12018Q22018Q32018Q42019Q12019Q22019Q32019Q42020Q1200mm109,000108,000106,000109,000112,000115,000112,000115,000115,000300mm38,25038,25033,75022,50022,50018,00018,0004,5004,500300mm103,50096,75094,50094,500105,750112,500112,500117,000117,000200mm500,00050,00053,00060,00058,00057,00058,00058,00063,000200mm35,00035,00040,30042,00045,00050,00052,00055,00055,000300mm6,7506,7506,7506,7506,7506,7506,750-65,250300mm72,00074,25074,25074,25081,00084,60092,250112,500-300mm-6,7509,00040,000300mm42,32542,32542,32542,32542,325-476,000 447,750449,075450,875451,325466,575482,575443,850448,500115,00090 124.9920192021.94 2031.60 4201220132014201520162017201820192020E-6.519.5914.0526.2624.5817.5618.7842.00-84.55.49.08.46.81u.47.91.59%-1.190.5591.7220.6850.2955.711.2180.60-15.45%5.51.92%2.54%1.19$.53%6.09%1.41%4.997.7010.1415.7726.9524.8823.2720.0042.6010000000000 1914nm 1U 65nm0315%0.15 .185 2018Q12018Q22018Q32018Q42019Q12019Q22019Q32019Q42020Q1 6.80%5.70%7.50%6.40%5.10%4.60%5.60%5.50%5.103.60.30F.30D.70C.00H.90F.10D.40H.905.607.102.502.102.501.104.908.105.40%8.50%7.40%7.50%8.00%9.80%6.70%4.80%3.10%2.90.50%9.50%6.20%8.80%9.60%8.70%8.60%8.90%7.70 18Q12018Q22018Q32018Q42019Q12019Q22019Q32019Q42020Q183.50.00.40.20.20.90.50.60.10%8.90.50.00%5.60%6.80%5.80%6.10%7.50%8.40 18Q12018Q22018Q32018Q42019Q12019Q22019Q32019Q42020Q128.603.003.001.702.30.50$.70.20%.50b.40X.60W.90W.50S.90V.90.50e.10a.60%9.00%8.40%9.10.80.80.60.80.70.90nm2018Q12018Q22018Q32018Q42019Q12019Q22019Q32019Q41.00 20Q11.30(nm3.20%8.60%7.10%5.40%3.00%3.80%4.30%5.00%6.50/45 nm21.70.50.70 .30.30.20.50.20.90U/65 nm20.90$.20!.00#.00!.80&.20).301.002.60 nm3.80%1.20%1.40%1.70%2.20%1.70%1.30%1.50%1.60%0.11/0.137.60%7.60%8.70%7.30%7.40%6.50%6.60%6.20%5.40%0.15/0.1838.907.109.508.70F.008.605.805.003.40%0.25/0.353.90%3.80%3.60%3.60%4.30%4.00%4.20%4.10%4.30 9093.3.909 8387 1220181028nm462017.08122018.022018.032018.12F12019.062019.091210025 14122016 12 2018 052018 101228 387 43.4.NAND 7 3D NAND2016.12 2016.12 2017.07 323D NAND 2017.09 2017.11 323D NAND 2018.04202018Q4 323D NAND 2019Q150003000 2019.09 643D NAND 2020.011030202032020Q451N4.4.1.2019597.67.44.52.7 05201923%54800 23 %6 %9%7 04002006%7%6%6%4%9%8%7%5%W23indWind7nm 5nm80u$nm 56SEMISEMISEMI20 5010710087SEMISEM I4.2.01PVDCVDCMP 128 1N13%TEL2017-2020 13 17-20182019-202025u%0%TEL63%0 17-20182019-2020TEL92017-2018102019-202025u%0!%TEL63%AMAT13%TEL2017-202057%5 17-20182019-2020TEL 73R%0%AMAT27%8 17-2018TELAMAT2019-2020TEL 392017-2018122019-202027%TEL AMAT73%6%8%TEL53%AMAT33%TEL74 17-202026 17-20182019-2020TEL942017-2018142019-20206%TEL94E%TEL55 17-2020SML72%ANON28 17-2018AC38 19-2020ASML62NON 152017-2018162019-202038%ASML CANON62%ASML CANON83%La2017-2020m Research14%TEL11%AMATScreen7%4%7 17-20182019-20202019-20204%Lam13%Researchm Research50Y%La15%TELAMATScreen7%2%TEL12%9%AMAT9%5%Screen9%62017-2018182019-20200%9%7%Lam Research9%TEL50%AMATScreen12%2%4%6%Lam Research5%9%TELAMAT59%Screen15 17-2020AMAT14%3 17-20182019-2020 2019-20205%AMAT890%5p2017-2018202019-202030%AMAT70%5%5%AMAT90V%TELPVD2017-2020PVDAMAT 22%6 17-20182019-2020TEL2019-202067P%0%83%AMAT 33%8!2017-2018 PVD222019-2020 PVD33%AMAT67%8%8%AMAT TEL504%LaCVD2017-2020CVDTEL32%m Research27%AMAT28%2 17-2018LaLa2019-20200%4%TEL20B%m ResearchAMATm Research25%AMAT40#2017-2018 CVD242019-2020 CVD0 %TELLam ResearchAMAT400%4B%TELLam Research AMAT25%ALD2017-2020ALDKOKUSAI ELECTRIC 13P%TEL23%Lam Research 3 17-2018ALDLam Research2019-2020 KOKUSAI ELECTRICT ELALD 122656%22017-2018 ALD262019-2020 ALD3%3%KOKUSAI ELECTRICTELLam Research56&%CMP2017-2020AMAT 86 17-20182019-20202019-2020CMP262017-2018282019-2020 AMAT100&%AMAT74 17-2020Screen27%Lam Research18%31 17-20182019-20205%0%Lam Research24%9%Screen33%)2017-2018302019-2020193%Screen5%Lam Research24%Screen47%Lam Research25%9 17-202063%SEMICS32SCADE2%3 17-20182019-2020SEMICS53e%SEMICS313SCADE11%012017-2018322019-20205%SEMICS53SCADE31%23%SEMICS65 17-2020NEXTEST20vantest21%KLA119 17-20182019-2020NEXTEST10 vantest12(%KLAKLA13%8%932017-20189%NEXTEST SYSTEMAdvantestKLA5542019-202027)%NEXTEST SYSTEMAdvantest KLA9%8%4.3.620149987.24001,387.21,20067%6%6%80.007.215.000.362015 4.000.2914.5915.001.0811.9824.001.731.900.14201614.501.059.722017 28.302.045.6211.700.849.141.500.1114.5920186.292019 0.040.00-205.9414.8527.001.95201564.394.6411.30 6.000.432016 43.003.1032.00 116.008.36 18.101.30 14.001.0113.772017 6.000.43 60.004.3332 60.004.3327.04 26.001.87 33.942.4520185.000.36 10.710.77 10.000.72 500.1436.052014 20.311.4619 5.000.362015 10.830.78 18.001.3021.722017 6.800.499.44 16.091.1621.7229.002.091920189.490.686.17 115.528.332014 4.800.35 0.400.039.852015 1.650.12 6.000.4310.0320169.110.6610.0320191.000.07-22.961.662015 5.000.363.090.222016 0.050.0011.57 0.220.0220175.500.405.7320180.300.0214.161.02154.4.0214nm011N9 Wind20206294.5.PVDCVD201940.5822.10%3.0932.24 209.3832.49%0.2633.016.41%8.47pct201936.36 20.57 2039.78201940.53%2.15pct2019Q47.57%2.25pct31.9178.64&.585.23%0.51pct8.477.60Y.89 1925.936.100.780.5031.91 8.472.42 PECVDPVD12SiCGaN20195GPERCPVDCVD201912LPCVDPVD 65-28nm14nmHardmask PVDAl-Pad PVDALD209.1 5.9 5IC17.8 2.226.45.4 1108145/7 32035645088450 4.6.

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电子电子/半导体半导体 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 1/31 中芯国际中芯国际（688981.SH）2020 年 08 月 27 日 投资评级：投资评级：买入买入（首次首次）日期 2020/8/27 当前股价(元)67.23 一年最高最低(元)95.00/63.89 总市值(亿元)5,172.22 流通市值(亿元)699.35 总股本(亿股)76.93 流通股本(亿股)10.40 近 3 个月换手率(%)318.95 股价走势图股价走势图 数据来源：贝格数据 大陆晶圆代工龙头，大陆晶圆代工龙头，登陆登陆科创板扬帆起航科创板扬帆起航 公司首次覆盖报告公司首次覆盖报告 刘翔（分析师）刘翔（分析师）证书编号：S0790520070002 国内集成电路制造龙头，首次覆盖给予“买入”评级国内集成电路制造龙头，首次覆盖给予“买入”评级 公司是国内唯一具备 14nm 及以下芯片制备技术龙头，持续加强研发和资金投 入，技术领先。目前 14nm 已经量产，N 1 代芯片进入客户导入阶段，可望于 2021 年进入量产；此外，半导体行业景气回暖，国产替代趋势明显，国内政策大力支 持集成电路发展，公司未来成长可期。我们预计 2020-2022 年公司可分别实现 EPS 0.25/0.28/0.32 元，当前股价对应 PE 267/244/211 倍，首次覆盖给予“买入”评级。晶圆制造前景广阔，中芯国际任重道远晶圆制造前景广阔，中芯国际任重道远 随着人工智能、智能驾驶、5G 等新兴市场的不断发展，全球集成电路行业市场 规模稳定增长，国内集成电路规模增速高于全球，预计未来仍将高速发展。国内 集成电路产业的快速发展尚不能完全满足日益增长的市场需求，加速国产化有利 于缩减供需差额。国内政策积极支持集成电路发展。晶圆制造是集成电路产业链 中的核心环节，行业由 IDM 模式演变为垂直分工，未来将迈向区域性产业链整 合。全球纯晶圆代工市场规模快速增长，同时向中国市场转移趋势明显。全球进 入 5G 时代，以物联网为代表的新需求所带动的如云计算、人工智能等新应用的 兴起，逐渐成为集成电路行业新一代技术变革动力。晶圆代工行业壁垒高，呈寡 头垄断特征，预计未来集中度将进一步提升。台积电是全球晶圆代工企业领头羊，收入、毛利率、制程、研发投入及产能等多方面指标均遥遥领先，中芯国际与之 相比仍有较大差距。加强研发加强研发 产能扩张，公司前景可期产能扩张，公司前景可期 全球 14nm 及以下 FinFET 市场规模预计未来高速增长，公司可为客户提供一站 式 FinFET 全面解决方案，有望受益行业红利。公司目前订单饱满，产线接近满 载，同时于科创板上市，募集资金推动先进制程研发，积极扩张产能，2020 年资 本开支从 43 亿美元进一步提升至 67 亿美元，未来增长可期。风险提示：风险提示：中美贸易摩擦风险、研发进展不及预期风险、新冠疫情影响风险。财务摘要和估值指标财务摘要和估值指标 指标指标 2018A 2019A 2020E 2021E 2022E 营业收入(百万元)23,017 22,018 25,449 29,194 33,048 YOY(%)7.6-4.3 15.6 14.7 13.2 归母净利润(百万元)747 1,794 1,938 2,121 2,456 YOY(%)-40.0 140.0 8.1 9.4 15.8 毛利率(%)23.0 20.8 22.2 21.5 21.6 净利率(%)3.2 8.1 7.6 7.3 7.4 ROE(%)0.6 1.8 1.6 1.7 2.1 EPS(摊薄/元)0.10 0.23 0.25 0.28 0.32 P/E(倍)692.1 288.3 266.8 243.9 210.6 P/B(倍)13.8 13.0 12.4 11.8 11.2 数据来源：贝格数据、开源证券研究所 -32%-16%02 19-082019-122020-042020-08 中芯国际沪深300 开 源 证 券 开 源 证 券 证 券 研 究 报 告 证 券 研 究 报 告 公 司 首 次 覆 盖 报 告 公 司 首 次 覆 盖 报 告 公 司 研 究 公 司 研 究 公司首次覆盖报告公司首次覆盖报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 2/31 目目 录录 1、大陆晶圆代工龙头，营收稳定增长.4 1.1、大陆晶圆代工龙头，二十年厚积薄发.4 1.2、近年来营收稳定增长，晶圆代工及国内收入占比较高.8 2、晶圆制造前景广阔，中芯国际任重道远.10 2.1、集成电路市场空间广阔，国家政策积极支持.10 2.2、晶圆制造是集成电路产业链核心环节，晶圆代工规模稳定增长.14 2.3、晶圆代工行业市场集中度较高，随技术节点提升继续提高.17 2.4、台积电优势明显，多方面指标遥遥领先.19 3、加强研发 产能扩张，公司前景可期.24 3.1、FinFET 市场规模高增 公司产能扩张，驱动公司未来成长.24 3.2、科创板上市，资本助力下前景可期.27 4、盈利预测与投资建议.27 5、风险提示.28 附：财务预测摘要.29 图表目录图表目录 图 1：公司成立于 2000 年，且于 2020 年 7 月在 A 股上市.4 图 2：公司成立以来经历了三个时期，从 2015 年开始进入高速发展时期.5 图 3：公司历史上营收增速与净利润增速波动较大.5 图 4：公司主要提供集成电路晶圆代工业务.6 图 5：公司在全球拥有多家代工厂.6 图 6：中芯国际产线从 2000 年开始逐渐增加.7 图 7：公司股权结构分散，前两大股东均为国资背景.7 图 8：大唐电信从 2008 年就开始为中芯国际大股东.8 图 9：公司营收稳定增长.8 图 10：公司净利润波动较大.8 图 11：公司扣非净利润 2018 及 2019 年为负.9 图 12：公司研发投持续加大.9 图 13：集成电路晶圆代工是公司收入的主要来源.9 图 14：公司国内收入占比较高.9 图 15：90nm 以下及以上制程约各占一半（2019 年）.10 图 16：智能手机和消费电子贡献主要营收（2019 年）.10 图 17：公司毛利率近三年有所下滑.10 图 18：公司期间费用率稳中有升.10 图 19：全球集成电路行业市场规模稳定增长.11 图 20：中国集成电路产业销售额增长迅速.11 图 21：中国集成电路未来将保持高速发展.12 图 22：中国大陆集成电路贸易逆差较大.12 图 23：国家相继出台产业政策，以市场化运作的方式推动集成电路产业的发展.13 图 24：集成电路产业链包括核心产业链、支撑产业链以及需求产业链.14 图 25：晶圆制造是集成电路产业链中的核心环节.15 rQmPtOnQtRnMnRqNyQzQpMbR9R8OmOoOoMmMkPmMwPlOnNqR8OpPxOMYrRpOwMrRzR 公司首次覆盖报告公司首次覆盖报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 3/31 图 26：全球晶圆代工市场规模稳定增长.17 图 27：中国大陆晶圆代工行业发展速度较快.17 图 28：晶圆代工行业呈明显的行业寡头垄断特征.18 图 29：中芯国际占中国纯晶圆代工市场份额的 18%.18 图 30：随着技术节点的不断缩小，集成电路制造的设备投入呈大幅上升的趋势.19 图 31：台积电资产规模最大（亿元）.20 图 32：台积电收入明显较高（亿元）.20 图 33：台积电 EBITDA 最高（亿元）.20 图 34：中芯国际 ROE 开始呈现上升趋势.20 图 35：台积电毛利率最高.21 图 36：台积电 ROIC 较高.21 图 37：台积电研发投入最高，中芯国际排第二（亿元）.21 图 38：中芯国际研发费用率最高.21 图 39：中芯国际因研发投入，固定资产周转率持续下降.22 图 40：中芯国际存货周转率处于较低水平.22 图 41：台积电 EV/EBITDA 相对较高.22 图 42：三家公司 2016 年后 PE 开始向上提升.22 图 43：中芯国际和联电单晶圆售价处于下降走势，台积电处于上升走势（人民币元/片）.23 图 44：全球 14nm 及以下 FinFET 市场收入预计未来高速增长.24 图 45：公司通过给客户提供一站式 FinFET 全面解决方案确保长期合作共赢.24 图 46：中芯国际产能和全球龙头台积电相比仍有较大差距。.25 图 47：中芯国际产能利用率接近满载运行.27 表 1：国务院新政进一步减轻集成电路企业财税压力.13 表 2：集成电路新政中国家明确将对集成电路重大项目建设进行服务和指导.14 表 3：全球集成电路行业将从全球化分工迈向区域性产业链整合.16 表 4：台积电是纯晶圆代工行业全球领头羊.19 表 5：台积电制程领先，中芯国际努力追赶.23 表 6：中芯国际积极扩产（片/月）.25 表 7：公司募集资金投向.27 表 8：公司作为国内稀缺标的，给予一定估值溢价.28 公司首次覆盖报告公司首次覆盖报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 4/31 1、大陆晶圆代工龙头，营收稳定增长大陆晶圆代工龙头，营收稳定增长 1.1、大陆晶圆代工龙头，二十年厚积薄发大陆晶圆代工龙头，二十年厚积薄发 公司是大陆技术最先进、规模最大、配套服务最完善、跨国经营的专业晶圆代公司是大陆技术最先进、规模最大、配套服务最完善、跨国经营的专业晶圆代 工厂商。工厂商。公司成立于 2000 年，历经 20 年的发展，目前已是全球领先的集成电路晶 圆代工企业之一，也是中国大陆技术最先进、规模最大、配套服务最完善、跨国经营 的专业晶圆代工企业。图图1：公司成立于公司成立于 2000 年，且于年，且于 2020 年年 7 月在月在 A 股上市股上市 资料来源：公司公告、开源证券研究所 公司成立以来经历了主要经历了三个时期：（公司成立以来经历了主要经历了三个时期：（1）奠基时期（）奠基时期（2000 年年2004 年）：年）：2000 年，公司在上海浦东开工建设，是中国大陆第一家提供 0.18 微米技术节点的集 成电路晶圆代工企业。2001 年，公司建设完成上海 8 英寸生产基地；2002 年，公司 实现 0.18 微米的全面技术认证和量产。同年，公司北京 12 英寸生产基地举行奠基仪 式。2003 年，公司收购天津摩托罗拉晶圆厂并成立中芯国际天津。公司陆续实现 0.35 微米0.13 微米的全面技术认证和量产，标志着公司集成电路晶圆代工技术完成初步 积累。2004 年，公司首次实现盈利并于香港联交所与美国纽交所上市。（2）积累时期（）积累时期（2004 年年2015 年）：年）：2004 年起，公司北京 12 英寸生产基地逐步 投入生产。12 英寸集成电路晶圆代工业务的成功落地是公司发展过程中的重要里程 碑，标志着公司成为 8 英寸和 12 英寸集成电路晶圆代工业务兼备的企业。2005 年，公司年度营业收入首次突破 10 亿美元，并分别在 2006 年、2009 年、2011 年顺利实 现 90 纳米、65/55 纳米、45/40 纳米的升级和量产，技术服务能力实现跨越式提升。2013 年，公司年度营业收入首次突破 20 亿美元。（3）高速发展时期（）高速发展时期（2015 年至今）：年至今）：2015 年，公司成为中国大陆第一家实现 28 纳米量产的企业，实现中国大陆高端芯片零生产的突破，公司进入战略调整后的高 速发展时期，并分别在上海、北京、天津和深圳启动生产基地的新建和扩建。2017 年，公司首次覆盖报告公司首次覆盖报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 5/31 公司年度营业收入首次突破 30 亿美元。2019 年，公司取得重大进展，实现 14 纳米 FinFET 量产，第二代 FinFET 技术进入客户导入阶段。图图2：公司成立以来经历了三个时期，从公司成立以来经历了三个时期，从 2015 年开始进入高速发展时期年开始进入高速发展时期 数据来源：Wind、招股书、开源证券研究所 图图3：公司历史上营收增速与净利润增速波动较大公司历史上营收增速与净利润增速波动较大 数据来源：Wind、招股书、开源证券研究所 集成电路晶圆代工是公司的主要业务，集成电路晶圆代工是公司的主要业务，同时公司亦致力于打造平台式的生态服 务模式，为客户提供设计服务与 IP 支持、光掩模制造、凸块加工及测试等一站式配 套服务，并促进集成电路产业链的上下游合作，与产业链各环节的合作伙伴一同为 客户提供全方位的集成电路解决方案。公司首次覆盖报告公司首次覆盖报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 6/31 图图4：公司主要提供集成电路晶圆代工业务公司主要提供集成电路晶圆代工业务 资料来源：公司招股书 公司拥有多家代工厂。公司拥有多家代工厂。公司现拥有 4 座 300mm 晶圆厂（北京 2 座、上海 2 座）、3 座 200mm 晶圆厂（上海、天津和深圳各 1 座）、1 座 300mm 凸块加工厂（江苏江 阴），可以为客户提供 0.35m-14nm 多个技术节点、不同工艺平台的晶圆代工服务，同时在全球设有服务基地。图图5：公司在全球拥有多家代工厂公司在全球拥有多家代工厂 资料来源：公司官网 公司首次覆盖报告公司首次覆盖报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 7/31 图图6：中芯国际产线从中芯国际产线从 2000 年开始逐渐增加年开始逐渐增加 资料来源：招股书、公司官网、开源证券研究所 公司股权结构分散，前两大股东均为国资背景。公司股权结构分散，前两大股东均为国资背景。公司不存在单一控股股东，前 两大股东分别为大唐控股（香港）投资有限公司（简称大唐香港）和鑫芯（香港）投 资有限公司（简称鑫芯香港），两者分别为持股 15.77、14.62%。大唐香港的实际控制 人为中国信息通信科技集团有限公司，鑫芯香港的实际控制人为国家集成电路产业 投资基金（大基金一期），大基金一期由工信部、财政部牵头成立，两者均具备国资 背景，其余股东众多且分散。图图7：公司股权结构分散，前两大股东均为国资背景公司股权结构分散，前两大股东均为国资背景 资料来源：Wind、开源证券研究所 公司首次覆盖报告公司首次覆盖报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 8/31 图图8：大唐电信从大唐电信从 2008 年就开始为中芯国际大股东年就开始为中芯国际大股东 资料来源：Wind、开源证券研究所 1.2、近年来营收稳定增长，晶圆代工及国内收入占比较高近年来营收稳定增长，晶圆代工及国内收入占比较高 近年来公司营收较为稳健，折旧压力及研发投入加大导致利润为负。近年来公司营收较为稳健，折旧压力及研发投入加大导致利润为负。公司营收 从 2015 年的 147.1 亿元增长至 2019 年的 220.2 亿元，CAGR 达 10.6%。由于 2019 年 行业景气度下降，全年营收同比下降 4.3%。公司 2017 年扣非净利润为盈利状态，而 2018 年及 2019 年处于亏损状态。原因在于一方面由于先进和成熟工艺生产线的扩 产，公司面临较高的折旧压力，未体现规模效应，另一方面系公司研发投入不断增 大，研发费用持续增加。图图9：公司营收稳定增长公司营收稳定增长 图图10：公司净利润波动较大公司净利润波动较大 数据来源：Wind、开源证券研究所 数据来源：Wind、开源证券研究所 147.1 202.2 213.9 230.2 220.2 20.98.9%5.6%7.6%-4.3%-10%-5%0%5 %05E%0 50 100 150 200 250 营业收入（亿元）YOY 16.46 26.

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万联证券 请阅读正文后的免责声明 证券研究报告证券研究报告|电子电子 大陆大陆晶圆代工龙头企业引领国产晶圆代工龙头企业引领国产芯片再攀高峰芯片再攀高峰 增持增持（首次）中芯国际（中芯国际（688981688981）首次覆盖报告）首次覆盖报告 日期：2020 年 08 月 19 日 报告关键要素报告关键要素:近年来中国半导体行业发展迅速，市场对集成电路需求越来越大。中芯国际是中国 晶圆代工龙头企业，代表国内技术最先进水平，可为客户提供 0.35um 至 14nm 多种 技术节点、不同工艺平台的集成电路晶圆代工及配套服务。公司 2019 年已成功研发 14nm 技术节点并已实现量产。政策利好和公司资金投入增加有望加快研发速度、扩 大产能，进一步加快高端芯片国产化进程、满足国内芯片需求。先进制程的市场需 求尤其强烈，5G、物联网、人工智能等领域均对先进制程的芯片有大量需求，下游 行业的增量发展预计将对国产高端芯片市场形成强力拉动。投资要点投资要点:大陆晶圆代工龙头企业，加快推进先进制程大陆晶圆代工龙头企业，加快推进先进制程：公司是中国大陆规模最大，技术 最先进，配套服务最完善的跨国经营的专业晶圆代工企业。公司研发出大陆最 先进的 14nm 技术节点，将大陆自主研发 IC 制造水平带入先进制程领域。同时 公司加大对先进制程的研发投入和人才招揽，望加快推进先进制程制造。市场发展前景广阔，先进制程需求增加市场发展前景广阔，先进制程需求增加：随着物联网、5G 和人工智能行业的 崛起，电子行业对先进制程高端芯片的需求激增。中国作为半导体行业起步晚 但新兴电子产业发展较快的国家，高端芯片供求高度不平衡，市场需求增加但 制造业技术尚未突破。广阔的市场需求将带来巨大利润，或将加快先进制程的 研发速率，推进高端芯片国有化进程。登陆登陆 A A 股市场，推进公司发展，带动行业进步股市场，推进公司发展，带动行业进步：今年公司在科创板成功上市，募资超预期两倍多。同时政府十分重视集成电路行业发展，有利于研发投入、人才吸收和实现产能扩张。如今晶圆代工行业进入后摩尔时代，全球尖端晶圆 代工迭代速度放缓，给予了中国集成电路行业更多的追赶时间，有望早日实现 高端芯片国产化。盈利预测与投资建议：盈利预测与投资建议：预计 2020、2021、2022 年公司分别实现归母净利润 9.65 亿元、17.70 亿元和 31.06 亿元，对应 EPS 分别为 0.13 元、0.24 元和 0.42 元。公司主营业务发展前景良好，高端芯片市场需求增加，研发投入逐步提升，政策支持加大，国产替代趋势延续，预计公司所处行业仍有较大发展空间。对 应公司当前股价，我们认为公司仍属于相对低估标的，故首次覆盖给予公司“增 持”评级。风险因素：风险因素：技术创新不及预期的风险、行业竞争加剧的风险、产能扩张不及预 期的风险 20192019 年年 2020E2020E 2021E2021E 2022E2022E 营业收入(亿元)220.18 246.84 340.94 415.50 增长比率(%)-4.34 14.97 38.1 21.9 净利润(亿元)17.94 9.65 17.70 31.06 增长比率(%)140.04-46.2 83.4 75.5 每股收益(元)0.24 0.13 0.24 0.42 市盈率(倍)312.90 581.59 317.18 180.72 数据来源：Wind、万联证券研究所 基础数据基础数据 行 业 电子 公 司 网 址 http:/www.smics.c om/大 股 东/持 股 国家集成电路产业投 资基金二期股份有限 公司/1.79%实 际 控 制 人/持 股 总 股 本（百 万 股）7,389.27 流 通A股（百 万 股）1,040.23 收 盘 价（元）76.02 总 市 值（亿 元）5,617.32 流 通A股 市 值（亿 元）790.78 分析师分析师:夏清莹夏清莹 执业证书编号：S0270520050001 电话：075583228231 邮箱：研究助理研究助理:贺潇翔宇贺潇翔宇 电话：13305506080 邮箱：研究助理研究助理:徐益彬徐益彬 电话：075583220315 邮箱：证 券 研 究 报 告 证 券 研 究 报 告 公 司 首 次 覆 盖 报 告 公 司 首 次 覆 盖 报 告 公 司 研 究 公 司 研 究 万联证券 证券研究报告证券研究报告|电子电子 万联证券研究所 第 2 页 共 25 页 目录目录 1、公司概况：大陆集成电路晶圆代工龙头企业、公司概况：大陆集成电路晶圆代工龙头企业SMIC 中芯国际中芯国际.3 1.1 企业背景：国资背景晶圆代工领军企业，登陆 A 股肩负国产突破历史使命.3 1.2 经营情况：稳步增长，研发投入加码先进制程.6 1.3 行业地位：现阶段全球行业排名第五，大陆第一.8 2、产业概况：国产晶圆代工发展潜能巨大，新兴行业打开先进制程需求、产业概况：国产晶圆代工发展潜能巨大，新兴行业打开先进制程需求.9 2.1 产业现状：国内芯片供求关系高度不平衡、国际市场马太效应明显.9 2.2 未来热点：先进制程市场前景广阔，5G、物联网、人工智能等芯片需求巨大.12 3、发展战略：优化业务、募资扩产，全力推动行业地位再上台阶、发展战略：优化业务、募资扩产，全力推动行业地位再上台阶.13 3.1 策略调整：推升 14nm 先进制程稼动率，扩产 28nm 成熟制程业务规模.14 3.2 登陆 A 股：拥抱祖国金融、科技资源，再出发引领国产芯片攀高峰.18 3.3 行业竞争：有望赶超台联电、格芯，进入全球行业前三甲.18 3.4 业绩增长：国产替代 先进制程 产能扩张.19 4、关键假设和盈利预测、关键假设和盈利预测.21 5、风险提示、风险提示.22 图表 1：中芯国际主营业务.图表 2：晶圆代工工艺一览.图表 3：公司发展历程.图表 4：公司股权结构.图表 5：逻辑工艺技术平台.图表 6：中芯国际主要分公司及工厂分布.图表 7：中芯国际近五年营业收入和增速.图表 8：中芯国际近五年研发支出.图表 9：2020 年第一季全球前十晶圆代工厂营收排名（百万美元）.图表 20：集成电路晶圆代工业务收入按工艺制程划分.图表 21：全球半导体产业三次变迁历程.图表 22：中国半导体销售额全球占比.图表 23：中芯国际 2017-2018 年产能、产量与产能利用率.图表 24：成熟制程与先进工艺开发项目概览.图表 25：集成电路晶圆代工业务收入按工艺制程划分.图表 26：中芯国际在科创板上市.图表 27：主要先进制造厂商晶圆制程规划进度.图表 28：若干政策内容解读.图表 29：截至 2020 年 6 月 30 日未经审计业绩情况.图表 30：公司在建工程账面价值概况.图表 31：盈利预测.pOsRmRsPtRoPsOrMyQyRsR7N9R7NmOqQnPmMfQqQvNkPmOpOaQoPpRMYrNrNwMoPnN 万联证券 证券研究报告证券研究报告|电子电子 万联证券研究所 第 3 页 共 25 页 1、公司概况：大陆集成电路晶圆代工龙头企业公司概况：大陆集成电路晶圆代工龙头企业SMIC中芯中芯 国际国际 1.1 企业背景：国资背景晶圆代工领军企业，登陆企业背景：国资背景晶圆代工领军企业，登陆A股肩负国产突破历史股肩负国产突破历史 使命使命 中芯国际是是中国大陆规模最大，技术最先进，配套服务最完善的跨国经营的专业晶 圆代工企业，是中国晶圆代工的龙头企业中国晶圆代工的龙头企业，也是全球领先的集成电路晶圆代工企业之全球领先的集成电路晶圆代工企业之 一一。公司主要为客户提供 0.35um 至 14nm 多种技术节点、不同工艺平台的机场典礼晶 圆代工及配套服务，并促进集成电路产业链的上下游合作，与产业链各环节的合作伙 伴一同为客户提供全方位的集成电路解决方案。在逻辑工艺领域和特色工艺领域，中 芯国际是中国大陆第一家实现 14nm FinFET 量产的集成电路晶圆代工企业并拥有中 国最先进的 24nm NAND、40nm 高性能图像传感器等特色工艺。图表 1：中芯国际主营业务 资料来源：公司官网，万联证券研究所 公司主营业务发展迅速，晶圆代工市场前景广阔。公司主营业务发展迅速，晶圆代工市场前景广阔。公司是一家集成电路晶圆代工企业，主营主营业务业务为晶圆代工，为晶圆代工，营收占比达营收占比达 93.12.12%。晶圆制造是半导体产业链的核心环节，其要求的核心技术、研发人才和资金门槛较高。如今消费电子产品普及化，更新迭代 速度快，其所需要的芯片要求也越来越高。这使得国内半导体行业持续迅速发展并驱 动晶圆代工市场不断向好。中国作为全球最大的芯片市场对芯片的需求量庞大。公司 拥有着国内最先进的技术使得国内本土客户激增，主营业务发展迅猛，中国晶圆代工国内本土客户激增，主营业务发展迅猛，中国晶圆代工 市场或迎来全新的发展机遇市场或迎来全新的发展机遇。图表 2：晶圆代工工艺一览 万联证券 证券研究报告证券研究报告|电子电子 万联证券研究所 第 4 页 共 25 页 资料来源：盛美股份招股书，万联证券研究所 晶圆代工晶圆代工行业具有行业具有资本资本密集密集和技术和技术密集的特征，具体生产环节包括芯片密集的特征，具体生产环节包括芯片设计设计、单晶硅、单晶硅 片制造、晶圆制造、芯片片制造、晶圆制造、芯片封装封装和芯片和芯片测试测试等。等。在工艺流程中，首先是进行 IC 的规格 制定，确定 IC 的目的与效用并设计细节制作光罩，同时将多晶硅通过抛光、切割、研磨等多道程序变为单晶硅片，将单晶硅片刻蚀清洗后与光罩结合通过光刻、刻蚀等 制作形成一整片有着很多 IC 芯片的晶圆。这片晶圆还需经过 WAT 测试和晶圆点测即 对硅片上的各种测试结构进行电信测试并检测晶圆的合格率，然后才能对其进行封装 测试，形成一枚可以出售给客户的芯片。如今随着市场对芯片要求的不断提升，晶圆 代工的资本壁垒和技术壁垒也均呈不断提高的趋势。在技术节点从成熟制程向先进制在技术节点从成熟制程向先进制 程提升的过程中，庞大的资金需求和复杂度不断提升的技术工艺使得越来越多的参程提升的过程中，庞大的资金需求和复杂度不断提升的技术工艺使得越来越多的参 与从先进制程中与从先进制程中“出局出局”，行业呈现寡头垄断。，行业呈现寡头垄断。中国半导体行业起步晚，技术和人才 相对较少，国内最新技术仍落后与国际先进水平 2 到 3 代。如今国家加大对半导体行 业资金投入和人才培养，未来有望实现芯片国产化与自主化。图表3：公司发展历程 万联证券 证券研究报告证券研究报告|电子电子 万联证券研究所 第 5 页 共 25 页 资料来源：公司招股说明书，万联证券研究所 国资背景大基金加持，公司战略发展稳定，利于长远发展。国资背景大基金加持，公司战略发展稳定，利于长远发展。中芯国际无实际控制人，第一、第二大股东为大唐控股（香港）投资有限公司和鑫芯（香港）投资有限公司，其中大唐控股大唐控股由中国信息通信科技集团有限公司 100%控股，持有中芯国际 17%的股 份；鑫芯香港鑫芯香港则由国家集成电路产业投资基金股份有限公司 100%控股，持有中芯国 际 15.76%的股份，两两大股东的母大股东的母公司均为国资背景公司均为国资背景。中芯国际继续坚持国际化战略，加强技术研发，提升生产制造能力。芯片研发仍需大量资金和技术支持，背靠国资企背靠国资企 业有助于公司获得更好的资金和资源配置，有利于吸收壮大人才队伍，未来有望加快业有助于公司获得更好的资金和资源配置，有利于吸收壮大人才队伍，未来有望加快 技术研发速度，提升市场占有率技术研发速度，提升市场占有率。图表4：公司股权结构 资料来源：公司招股说明书，万联证券研究所 多年研发投入，两大工艺领域硕果累累多年研发投入，两大工艺领域硕果累累。中芯国际是中国大陆技术最先进、覆盖技术技术最先进、覆盖技术 节点最广节点最广的晶圆代工企业之一。在逻辑电路制造领域，公司已成功开发了 0.35/0.25um、0.13/0.11um、90nm、28nm 和 14nm 等多种技术节点，其中 14nm 技术 节点是中国大陆目前最先进的技术，第一代 14nm FinFET 技术已进入量产阶段；同时 公司成功开发了电源/模拟、高压驱动、嵌入式非挥发性存储等多种特色工艺平台，且均已达到了行业先进水平。公司利用成熟逻辑工艺技术平台和特色工艺技术平台公司利用成熟逻辑工艺技术平台和特色工艺技术平台 制成的芯片产品已广泛应用于诸多不同领域制成的芯片产品已广泛应用于诸多不同领域。图表5：逻辑工艺技术平台 技术节点 表征及特点 应用领域 先进程度 14 纳米 应用 FinFET 新型器件，高性能/低功 耗，支持超低工作电压；应用多重曝光 图形技术、集成度超过 3x109 个晶体管/平方厘米；应用高介电常数金属栅极技 术，提供三种不同阈值电压的核心器件；低介电常数介质的铜互连技术，支持最 多 13 层金属互联。高性能低功耗计算及消 费电子产品领域，如智 能手机、平板电脑、机 顶盒、AI、射频、车载 和物联网等领域。国际领先 28 纳米 具备高介电常数金属栅极、锗硅应力提 升技术和超低电介质材料铜互联工艺；运用 193 纳米浸润式两次微影技术和形成 超浅结的毫秒级退火工艺；核心组件电 压 0.9V，具有三种不同阈值电压。高性能应用处理器、移 动基带及无线互联芯片 领域，如智能手机、平 板电脑、电视、机顶盒 和互联网等领域。国际领先 万联证券 证券研究报告证券研究报告|电子电子 万联证券研究所 第 6 页 共 25 页 45/40 纳 米 核心组件电压 1.1V，涵盖三种不同阈值 电压；运用了先进的浸润式光刻技术、应力技术、超浅结技术以及低介电常数介 质等技术。手机基带及应用处理 器、平板电脑多媒体应 用处理器、数字电视、机顶盒、游戏及其他无 线互联应用等领域。国际领先 65/55 纳 米 基于完备的设计规则、规格及 SPICE 模 型；核心元件电压：1.2V，输入/输出电 压：1.8V、2.5V 和 3.3V。高性能、低功耗的应用 领域，如移动应用领域 和无线应用等领域。国际领先 90 纳米 低介电常数介质的铜互连技术；支持 客户定制，达到各种设计要求，包括高 速、低耗、混合信号、射频以及嵌入式和 系统集成等方案。低能耗，卓越性能及高 集成度领域，如无线电 话、数字电视、机顶 盒、移动电视、个人多 媒体产品、无线网络接 入及个人计算机应用芯 等。国际领先 0.13/0.1 1 微米 采用全铜制程技术；使用 8 层金属层宽 度仅为 80 纳米的门电路，核心元件电压：1.2V，输入/输出电压：2.5V 和 3.3V。低成本领域，如闪存控 制器、媒体播放器和其 他各种应用产品等领 域。国际领先 0.18/0.1 5 微米 采用铝制程技术，特点是每平方毫米的 多晶硅门电路集成度高达 100,000 门；有 1.8V、3.3V 和 5V 三种不同电压。低成本领域，如智能 卡、移动/消费应用和 汽车和工业应用产品等 领域。国际领先 0.35/0.2 5 微米 采用铝制程技术；有 2.5V、3.3V 和 5V 三种不同电压。智能卡、消费性产品以 及其它多个领域。国际领先 资料来源：公司招股说明书、万联证券研究所 强势回归强势回归 A A 股市场股市场，带动国内半导体产业链发展带动国内半导体产业链发展。在美股退市一年多之后，中芯国际 在在 7 7 月月 1616 号强势回归科创板号强势回归科创板，成为科创板首家回归 A 股的境外已上市红筹企业。在 如今多方国家禁用华为并限制提供芯片和设备的时局下，公司作为中国大陆晶圆代工 的龙头企业强势回归是给中国半导体行业注入一剂强心剂。随着中国市场对集成电路 的需求越来越大，以及高端芯片的自给率较低，提高自身半导体产业链的生产工艺水 平迫在眉睫。公司回归公司回归 A A 股市场，融资加大先进制程的研发投入股市场，融资加大先进制程的研发投入、加速生产线建设加速生产线建设，有望带领国内半导体产业链技术进步和产业发展有望带领国内半导体产业链技术进步和产业发展。1.2 经营情况：稳步增长，研发投入加码先进制程经营情况：稳步增长，研发投入加码先进制程 近年来，公司业绩呈稳步上升趋势稳步上升趋势，主要得益于公司领先于国内市场的技术，一站式领先于国内市场的技术，一站式 服服务产业链，立足中国的制造基地和辐射全球的服务网络。务产业链，立足中国的制造基地和辐射全球的服务网络。随着国内半导体市场对于 集成电路的需求和要求的提升，公司在中国上海、北京、天津和深圳建设并拥有多个 8 英寸和 12 英寸生产基地，并在美国、欧洲、日本和中国台湾设立了市场推广办公 室，可以增加晶圆的产能、拓展市场并为境内外客户提供高品质的服务。同时作为国 内晶圆代工的龙头企业的中芯国际一直在努力开发成熟制程的产能扩张和先进制程 万联证券 证券研究报告证券研究报告|电子电子 万联证券研究所 第 7 页 共 25 页 的研发。图表6：中芯国际主要分公司及工厂分布 资料来源：公司官网，万联证券研究所 国内需求增加，营业收入稳步增长。国内需求增加，营业收入稳步增长。2015 年至 2019 年，公司营收除了在 2019 年小 幅度回调外，整体呈稳步增长趋势整体呈稳步增长趋势。这主要得益于中国集成电路行业的快速发展，晶 圆代工需求量大幅度增加。相对于发展成熟的美国、日本和欧洲，中国集成电路行业 起步较晚。但凭借着巨大的市场需求、丰富的人口红利、稳定的经济增长以及有利的凭借着巨大的市场需求、丰富的人口红利、稳定的经济增长以及有利的 国家产业政策环境等优势条件，使得中国集成电路行业实现快速发展国家产业政策环境等优势条件，使得中国集成电路行业实现快速发展。公司作为国内 半导体行业的龙头企业，为国内市场提供不同技术节点的集成电路晶圆代工与配套服 务。若公司的技术持续突破，营业收入将进一步增加，未来或将带动晶圆代工本土市 场的兴起与开拓，并逐渐实现芯片国产化。图表7：中芯国际近五年营业收入和增速 资料来源：公司招股说明书，公司年报，万联证券研究所 2236.42 2914.18 3101.17 3359.94 3115.70 13.530.31%6.42%8.34%-7.27%-100%-80%-60%-40%-20%0 %0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 20152016201720182019 营业收入收（百万美元）增速 万联证券 证券研究报告证券研究报告|电子电子 万联证券研究所 第 8 页 共 25 页 研发投入逐年增加，立志于先进制程。研发投入逐年增加，立志于先进制程。集成电路晶圆代工行业具有技术密集型特点技术密集型特点，技术工艺的高低决定着芯片性能的高低和所能适用产品的范围。2017 至 2019 年公司 研发投入逐年增加，处于行业前列且在 2019 年超过台联电，并且研发人员数量占公 司总人数的 10%以上。公司现已成功开发了 0.35um 至 14nm 的多种技术节点。今年公 司已实现了 28nmHKC 工艺以及第一代 14nmFinFET 工艺的研发并实现量产，第二带 FinFET 工艺的研发也在稳定进行中，这也代表着中国自主研发 IC 制造水平正式进进 入先进制程领域入先进制程领域。公司现离世界最先进水平还有着差距，但市场晶圆制程迭代速度放 缓给予公司更所公司时间与机会追赶，公司将持续加大对先进制程的研发投入，加快公司将持续加大对先进制程的研发投入，加快 先进制程的研发进程先进制程的研发进程，全力追赶全球水平，未来有望缩小与全球龙头企业的差距。1.3 行业地位：现阶段全球行业排名第五，大陆第一行业地位：现阶段全球行业排名第五，大陆第一 中芯国际作为中国大陆晶圆代工的绝对龙头企业，大陆排名第一，有着中国大陆最先 进的技术制程，但相对于全球最新水平还有着一定的差距，目前全球排名第五。排名 第一的是位于中国台湾的台积电，占据了晶圆代工一半以上的市场和大部分的收益，并且拥有着目前最新进的 7nm 先进制程技术并已实现量产。如今 10 纳米以下的先进 制程节点全球仅有台积电、三星和英特尔三家公司能够研发生产。国家利好政策支持，推动国产芯片发展。国家利好政策支持，推动国产芯片发展。在如今信息化的时代，人们对电子化、自动 化与智能化的要求、需求和依赖程度越来越高，对于集成电路产业的需求也同样的快 速增长。集成电路产业作为全球信息产业的基础与核心，被誉为“现代工业的粮食”，有着极大的应有领域。中国的集成电路产业仍处在发展阶段，比世界先进水平落后 2-3 代。国家十分重视发展集成电路产业，在税收、投融资、人才等方面出台相关政策在税收、投融资、人才等方面出台相关政策 支持国内集成电路产业公司，以加快推动集成电路产业发展。支持国内集成电路产业公司，以加快推动集成电路产业发展。中芯国际作为国内最大 的晶圆代工企业，积极响应国家政策，推进技术研发，加速吸收人才，未来有望进入 全球前两名，实现先进制程芯片自主化并推动国产芯片发展。图表8：中芯国际近五年研发支出 资料来源：公司招股说明书，万联证券研究所 2.37 3.18 4.27 5.585.56 0 1 2 3 4 5 6 20152016201720182019 研发支出（亿美元）万联证券 证券研究报告证券研究报告|电子电子 万联证券研究所 第 9 页 共 25 页 图表9：2020年第一季全球前十晶圆代工厂营收排名（百万美元）排名 公司 1Q20E 1Q19 YOY M/S 1 台积电（TSMC）10,200 7,096 43.7T.1%2 三星（Samsung）2,996 2,586 15.9.9%3 格芯（GlobalFoundries）1,452 1,256 15.6%7.7%4 联电（UMC）1,397 1,057 32.2%7.4%5 中芯国际（SMIC）848 669 26.8%4.5%6 高塔半导体（TowerJazz）300 310-3.3%1.6%7 世界先进（VIS）258 224 14.9%1.4%8 力积电（PSIM）251 178 41.2%1.3%9 华虹半导体（Hua Hong)200 221-9.4%1.1 东部高科（DB HiTek）158 139 13.8%0.8%前十大合计 18,060 13,737 31.5.7%资料来源：拓墣产业研究院，各公司年报，万联证券研究所；备注：三星计入System LSI及晶圆 代工事业部指营收，格芯计入IBM业务收入，力积电仅计入晶圆代工营收，华虹半导体仅计算财 务公开数字 2、产业概况：国产晶圆代工发展潜能巨大，新兴行业打开先产业概况：国产晶圆代工发展潜能巨大，新兴行业打开先 进制程需求进制程需求 2.1 产业现状：国内芯片供求关系高度不平衡、国际市场马太效应明显产业现状：国内芯片供求关系高度不平衡、国际市场马太效应明显 中国大陆的集成电路市场存在供求中国大陆的集成电路市场存在供求不匹配不匹配的现状。的现状。首先，大陆市场集成电路的供给量首先，大陆市场集成电路的供给量 和需求量不匹配。和需求量不匹配。2019 年，大陆市场的芯片需求量 1180 亿美元，而本土供给量仅为 300亿美元，相差880亿美元。长期以来我国目前的芯片供给量占需求量的25%左右。经预测，2025 年芯片供给量将达到 75 亿美元，需求量为 282 亿美元。2015 年到 2025 年芯片供给量复合增长率为 15.64%，需求量符合增长率为 16.48%，五年之内我国芯 片市场的供需缺口仍保持在三倍左右。图表10：中国大陆芯片需求与供给对比（十亿美元）万联证券 证券研究报告证券研究报告|电子电子 万联证券研究所 第 10 页 共 25 页 所以，目前所以，目前中国大陆的集成电路需求仍大量依赖进口，贸易逆差逐年增加。中国大陆的集成电路需求仍大量依赖进口，贸易逆差逐年增加。根据中国 半导体行业协会统计，中国集成电路产业销售额由 2015 年的 3609 亿元增长至 2019 年的 7562 亿元。相较于 2015 年，五年之内集成电路产业销售额复合年增长率达到 15.94%，中国晶圆制造市场的发展极为迅速。2018 年大陆在集成电路领域的进口额 为 3121 亿美元，出口额只有 846 亿美元，贸易逆差达到 2275 亿美元，缺口巨大。图表11：中国集成电路产业销售额及配速（亿元）图表12：中国大陆集成电路产品进出口金额（亿美元）资资料来源：中国半导体行业协会，万联证券研究 所 资料来源：中国半导体行业协会，万联证券研究所 在技术层面，中国大陆目前的芯片技术很难满足尖端先进制程的需求。在技术层面，中国大陆目前的芯片技术很难满足尖端先进制程的需求。目前全球市场 上 10nm 以下的最先进制程目前仅台积电、三星、英特尔有能力研发。中国大陆先进 制程工艺落后，作为大陆目前技术最先进的中芯国际，于 2019Q4 量产 14nm FinFET 工艺，而台积电已经推进到 5nm 工艺，中芯国际在先进制程上与台积电至少相差两 个身位，还处于不断追赶的阶段。同时高性能计算芯片往往需要率先采用最先进制程同时高性能计算芯片往往需要率先采用最先进制程 工艺，通过性能优势抢占市场，工艺，通过性能优势抢占市场，比如华为的麒麟 820、麒麟 985、麒麟 990/990 5G 等 高端处理器芯片均由台积电负责代工。由此可见，国内芯片供求关系高度不平衡的状由此可见，国内芯片供求关系高度不平衡的状 态，同时在全球范围内，芯片市场马太效应明显。态，同时在全球范围内，芯片市场马太效应明显。马太效应是指强者愈强，弱者愈弱，7562 8767 18367 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 3368 3636 5325 889 935 1199 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 集成电路进口额集成电路出口额 资料来源：全球集成电路的市场状况概述，万联证券研究所 30 35 75 118 136 282 0 50 100 150 200 250 300 20152016201720182019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 本土芯片公司需求本土芯片公司供给 万联证券 证券研究报告证券研究报告|电子电子 万联证券研究所 第 11 页 共 25 页 反映了晶圆代工行业两极分化的现象。在晶圆代工行业的国际市场上，存在着台积电一家独大的现状，占领了全球市场份额在晶圆代工行业的国际市场上，存在着台积电一家独大的现状，占领了全球市场份额 的六成。的六成。根据 IC Insights 公布的 2018 年纯晶圆代工行业全球市场销售额排名（未 计入三星），台积电占全球纯晶圆代工市场份额的 59%。台积电是全球晶圆代工领 域龙头，行业格局相对稳定。晶圆代工属于整条产业链的中游制造阶段，具有资本密晶圆代工属于整条产业链的中游制造阶段，具有资本密 集型、技术密集型以及人才密集型的特点，所以需要大量的资本投入、固定资产投入集型、技术密集型以及人才密集型的特点，所以需要大量的资本投入、固定资产投入 以及研发投入。以及研发投入。以研发投入为例，台积电的研发投入在近三年以来持续稳定增长，是 中芯国际的 4 到 5 倍。由此可见，台积电的营收和研发的投入等方面大都远高于同行 业的其他公司。除此之外，台积电抢占了市场超过一半的利润。除此之外，台积电抢占了市场超过一半的利润。从晶圆代工行业可比 上市公司经营情况来看，台积电毛利率稳定在 50%左右，远高于其他企业平均 20%左右的毛利率。台积电在晶圆代工领域份额超过 50%，所以其在晶圆代工行业的净 利润份额远大于 50%。图表14：纯晶圆代工行业全球市场占比 图表15：同行业可比公司研发支出情况（亿元）资资料来源：中国半导体行业协会，万联证券研究 所 资料来源：中国半导体行业协会，万联证券研究所 184 186 211 36 45 47 0 50 100 150 200 250 201720182019 台积电中芯国际联华电子 华虹半导体高塔半导体华润微 图表13：各大公司先进制程研发进度 公司 16/14nm 10nm 7nm 5nm 台积电 三星 英特尔 格芯 中芯国际 资料来源：SemiWiki，万联证券研究所 图表16：2019年可比公司基本情况对比 公司 营收（亿元）毛利率 ROE 万联证券 证券研究报告证券研究报告|电子电子 万联证券研究所 第 12 页 共 25 页 2.2 未来热点：先进制程市场前景广阔

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-1-敬请参阅最后一页特别声明 市场价格（人民币）：76.02 元 市场数据市场数据(人民币人民币)总股本(亿股)74.39 已上市流通 A股(亿股)10.40 流通港股(亿股)57.53 总市值(亿元)5,654.96 年内股价最高最低(元)84.82/70.82 沪深 300 指数 4815 上证指数 3439 郑弼禹郑弼禹 分析师分析师 SAC 执业编号：执业编号：S1130520010001 赵晋赵晋 联系人联系人 终将成为晶圆代工二把手终将成为晶圆代工二把手 公司基本情况公司基本情况(人民币人民币)项目项目 2018 2019 2020E 2021E 2022E 营业收入(十亿元)23.0 22.0 26.7 32.0 36.8 营业收入增长率 8%-4! %归母净利润(十亿元)0.75 1.79 2.78 2.94 3.51 摊薄每股收益(元)0.15 0.31 0.36 0.38 0.46 摊薄每股收益增长率-390%6%ROE 2%4%3%3%4%P/E 511 244 209 197 166 P/BV 9.3 10.0 6.3 6.1 5.9 来源：公司年报、国金证券研究所 投资逻辑投资逻辑 中芯中芯 国内晶圆代工国内晶圆代工 全球市场：全球市场：因美国技术封锁，国内芯片设计及制造的 国产替代全面升级，中芯在拉高其资本开支到 100-150%的营收后，预计 5 年复合增长 18%(量的复合增速约 10-12%，价格约 5-6%)，超过国内晶圆 代工业的 16%，国内及全球市场的 10%/8%。7-8nm 研发量产研发量产：虽然中芯国际明显落后联电/格芯近 3-4 年量产 14nm 产 品，但在联电和格芯于 2018 年三季度宣布放弃 7nm研发及量产后，中芯即 将在明年量产 7-8nm的代工产品，这让中芯国际在明年将提早成为全球前三 大先进制程技术的晶圆代工业者，等到 14/12/7-8nm 晶圆代工营收全面铺 开，中芯国际将在 5 年内超越联电（8%）及格芯（7%）的全球份额。提供光掩膜自制提供光掩膜自制、IP 与设计服务及先进封测的优势与设计服务及先进封测的优势：这三项协同服务都可以 帮客户加速导入新制程的量产，改善良率，控制成本，克服技术障碍，及提 供客户一站式的解决方案，而除了台积电跟中芯类似外，联电跟格芯大都是 外包光掩膜制造，IP与设计服务，及先进封测业务。二个结构性挑战二个结构性挑战：虽然中芯国际的 7-8nm 研发已经超过联电及格芯,但 28/14/7-8nm 还是落后台积电达 3-5 年之久，只能让中芯销售其先进制程代先进制程代 工比台积电刚推出时的价格低工比台积电刚推出时的价格低 30-40%，还要面对每个节点设备投资增加每个节点设备投资增加 30-40%，造成折旧费用，造成折旧费用大幅上大幅上升升。这将让中芯国际的 14/12/7-8nm 可能跟 28nm 类似，保持在负毛利直到 7 年折旧期限结束。投资建议投资建议 归因于科创板半导体龙头的稀有性，预期中芯国际在五年内超过联电及格芯的 市场份额，逐步缩短与台积电的技术差距等长期增长趋势确立，但下半年折 旧费用大增而伤害毛利率及整体获利水准，我们因此建议投资人“增持”而非“买入”的投资建议。估值估值 参考可比公司估值，考虑到国内晶圆代工产业较高的增速，我们基于 2022 年 170-180 倍的市盈率，14 倍 PEG,6.2 倍的市净率给予 80 元人民币的 12 个月目标价。风险提示风险提示 因资本开支大增而造成的折旧费用飙升及短期现金流短缺的风险，先进制程落 后卖折扣价格的风险，海思持续无法申请到生产许可执照的风险。0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70.82 77.41 84 90.59 97.18 103.77 190819 191119 200219 200519 人民币(元)成交金额(百万元)成交金额 中芯国际 沪深300 2020 年年 08 月月 17 日日 创新技术与企业服务研究中心创新技术与企业服务研究中心 中芯国际（688981.SH）增持（首次评级）公司深度研究公司深度研究 证券研究报告 公司研究 -2-敬请参阅最后一页特别声明 投资要件投资要件 关键假设关键假设 1.1010-12%产能复合增长率产能复合增长率：公司将 2020 年资本开支拉高到 67 亿美元，近 170-180的营收，我们认为未来数年 100-150%营收的资本开支将成为常 态，主要投在非常昂贵先进制程工艺如 14/12/7-8nm 及 12”的 65/55/45nm 特殊制程的产能扩充，这也将提高产能的复合增长率达到 10-12%，并于 2025 年超过 1000 万片 8 寸约当年产能。2.混合价格复合增长混合价格复合增长 5 5-6%6%：归因于未来几年 14/12/7-8nm 制程工艺营收比 重每年以 5 个点的提升，我们估计从 2020 年开始到 2025 年，中芯国际将 看到其混合价格复合增长率达 56%。3.毛利率下测毛利率下测 20 %：在今年毛利率回升到 24%后，估计未来几年毛利率又会 逐年下降，并回测到 20%以下，主要归因于 1412nm 价格竞争加剧，而 在中芯拉高其短期资本开支到超过 150的营收造成折旧扩大，这让中芯 国际的毛利率在未来几年可能持续低于同业水平。我们区别于市场的观点我们区别于市场的观点 市场认为国产替代将驱动中芯获利大幅增长；但我们认为折旧大增，融资 摊薄，及价格压力会让每股盈余低于归母净利增长，更低于营收增长的 18-20%。股价上涨的催化因素股价上涨的催化因素 7-8nm 制程工艺的量产（2021 年），海思若能重启下单，及毛利率的回升 是股价上涨的三大催化因素。估值和目标价格估值和目标价格 归因于 1.科创板半导体龙头的稀有性；2.市场预期中芯国际在五年内超过 联电及格芯的全球晶圆代工市场份额；3.逐步缩短与台积电的技术差距等长期 增长趋势确立，但下半年折旧费用大增而伤害毛利率及整体获利水准，我们因 此建议投资人“增持”非“买入”的投资建议，一年目标价 80 元人民币是基于 2022 年 170-180 倍的市盈率，15 倍 PEG,6.2 倍的市净率。投资风险投资风险 因资本开支大增而造成的折旧费用飙升及短期现金流短缺的风险，先进制程落 后卖折扣价格的风险，海思持续无法申请到生产许可执照的风险。mNmPmRqNnPpOmQsPvNyRtQaQdNbRtRqQpNoOeRoOxPeRqRvM9PqQyRwMrRzRxNnMzR 公司研究 -3-敬请参阅最后一页特别声明 内容目录内容目录 投资要件.2 一、国内晶圆代工市场及产业超全球增长.5 二、中芯的核心优势.7 三、二个结构性的挑战.10 1.设备投资暴增，折旧费用大幅上升.10 2.技术差距，让中芯只能卖 3-5 年后的先进制程折扣价格.11 四、公司介绍.12 1、基本资料.12 2、股权结构.12 3、募资投入扩产及改善现金流.13 4、生产流程.13 5、全球份额台积电独大，中芯增长空间大.14 6、核心客户及材料的变化.15 7、客户区域，应用领域，制程工艺分类.16 8、中芯国际营收获利的历史数据及预测的假设基础.18 9、中芯国际的估值及目标价.23 五、主要行业及公司面对的风险.24 图表目录图表目录 图表 1：美国商务部实体清单公司.5 图表 2：台积电美国及中国大陆客户季度占比变化.7 图表 3：全球，中国大陆晶圆代工市场及产业份额.7 图表 4：年度制程工艺技术演进的比较.8 图表 5：摩尔定律趋缓带动小芯片架构.9 图表 6：中芯国际的核心服务技术优势.10 图表 7：不同节点的设备投资额.11 图表 8：台积电及中芯国际先进制程销售占比.11 图表 9：看不同节点的晶圆代工价格的变化.12 图表 10：中芯国际各厂技术介绍.12 图表 11：中芯前 3 大股东 IPO 前后持股变化.13 图表 12：中芯募资使用计划(万元).13 图表 13：半导体晶圆片处理流程.14 图表 14：2020 年全球晶圆代工前五大份额.14 图表 15：未来五年对标晶圆代工业者份额变化.15 图表 16：中芯国际 2017-2019 年主要材料占比变化.16 图表 17：台积电及中芯国际的美国及中国大陆客户占比变化.17 图表 18：中芯国际应用领域的客户占比变化.17 公司研究 -4-敬请参阅最后一页特别声明 图表 19：中芯国际制程工艺营收占比变化.18 图表 20：晶圆代工厂的加权平均制程工艺节点季度比较（微米）.18 图表 21：中芯国际资本开支对营收比.19 图表 22：中芯国际 2020 年上半年 8 寸约当月产能规划.19 图表 23：不同节点的晶圆代工初始价格.19 图表 24：中芯国际产能，销量，利用率，单价的历史数据及预测.20 图表 25：晶圆代工行业毛利率比较.20 图表 26：研发费用占营收比同业比较.21 图表 27：14nm及以下研发费用 vs.整体研发费用.21 图表 28：中芯国际营业利润率及核心营业利润率比较.22 图表 29：中芯国际各营业费用比率及营业利润率预测.22 图表 30：中芯国际 EPS及同比变化.23 图表 31：中芯国际现金流比较（单位：10 亿人民币）.23 图表 32：中芯国际与同业市值及估值比较.24 图表 33：中芯国际与同业估值比较.24 公司研究 -5-敬请参阅最后一页特别声明 一一、国内晶圆代工市场及产业超全球增长国内晶圆代工市场及产业超全球增长 自从中美贸易竞争扩大，加上美国对中兴通讯，华为，海思针对性的封锁 及将数百家的国内高科技企业及研究中心（半导体，通信，安防，计算机人 工智能，军工，科研机构）放入美国商务部的实体清单，不能采购美国技术占 比超过 25%的产品以来，非美替代，甚至国产替代自主可控就成为国内半导 体行业如 EDA软件，材料，设备，晶圆代工，封测，存储器，无晶圆设计全面 升级的主要动能，配合国内 A 股及科创板新公司拿到的高估值及充沛营运现金，所以投研发，招人才，买技术已经如火如荼的进行。而国内晶圆代工市场及产 业营收增长超过全球晶圆代工市场及产业增长将指日可待，换句话说，美国技 术封锁，反而造就了国内半导体行业从点扩散到面的大幅增长。图表图表1：美国商务部实体清单公司：美国商务部实体清单公司 时间时间 代码代码 公司名称公司名称 所属领域所属领域 2018 年 4 月 16 日 000063.SZ 中兴通讯 通信（通信设备）2019 年 5 月 15 日 华为及其 68 家子公司 通信（通信设备）2019 年 6 月 21 日 海光公司（1）半导体（CPU)成都海光微电子技术（2）半导体（CPU)成都海光集成电路（3）半导体（CPU)603019.SH 中科曙光 计算机(服务器）无锡江南计算技术研究所 科研 2019 年 8 月 19 日 华为 46 家子公司 通信(通信设备）2010 年 10 月 7 日 002415.SH 海康威视 电子（安防）002236.SZ 大华股份 电子（安防）002230.SZ 科大讯飞 计算机（AI 平台）300188.SZ 美亚柏科 计算机（信息安全）依图科技 计算机（AI 算法）颐信科技 计算机（数据分析等）旷视科技 计算机（图像识别）商汤科技 计算机（AI 算法）2020 年 5 月 15 日 针对华为管制升级 通信（通信设备）2020 年 5 月 22 日 云天励飞 半导体（AI 芯片及大数据平台）上海维逸测控公司 半导体（MEMS 传感器）600498.SH 烽火科技集团（1）通信（通信设备）600498.SH 南京烽火星空通信发展有限公司（2）通信（通信设备）精纳科技 通信（雷达）砺剑天眼科技有限公司 通信（雷达）北京达闼科技（1）计算机（云端智能机器人运营商）达闼科技（香港）（2）计算机（云端智能机器人运营商）达闼科技（香港）（3）计算机（云端智能机器人运营商）北京中云融信科技有限公司 计算机（云计算）601360.SH 奇虎 360 科技有限公司(1)计算机（网络安全）601360.SH 奇虎 360 科技公司(2）计算机（网络安全）300367.SZ 东方网力科技股份有限公司（1）计算机（视频监控）300367.SZ 深网视界（东方网力子公司）（2）计算机（视频监控）云从科技 计算机（人脸识别）公司研究 -6-敬请参阅最后一页特别声明 上海银晨智能识别科技有限公司 计算机（人脸识别）北京计算科学研究中心 科研 北京高压科学研究中心 科研 成都精密光学工程研究中心 科研 顶峰多尺度科学研究所 科研 中国公安部法医学研究所 科研 哈尔滨工业大学 科研 哈尔滨工程大学 科研 诺佤（上海）检测仪器有限公司 其它 哈尔滨蕴力达科技开发有限公司 其它 北京锦程环宇科贸 其它 中国九原贸易公司 其它 哈尔滨创越科技有限公司 其它 四川鼎澄物资贸易公司 其它 四川新天元科技有限公司 其它 四川图斯克进出口贸易有限公司 其它 阿克苏华孚纺织品有限公司 其它 Zhu Jiejin 个人 2020 年 7 月 20 日 合肥宝龙达信息技术有限公司 计算机（零部件销售）002456.SZ 南昌欧菲科技有限公司 消费电子（触控显示）603133.SH 碳元科技 消费电子（高导热石墨膜）603680.SH 今创集团 其他 300676.SZ 新疆丝路华大基因科技有限公司 其他 300676.SZ 北京六合华大基因科技有限公司 其他 000521.SZ 合肥美菱股份有限公司 其他 新疆和田浩林发饰品有限公司 其他 和田泰达服饰有限公司 其他 昌吉溢达纺织有限公司 其他 南京新一棉纺织有限公司 其他 来源：美国商务部，国金证券研究所 国内晶圆代工市场增长超过全球国内晶圆代工市场增长超过全球 虽然美国政府想要利用进口到美国但在中国生产的高科技产品拉高关税，来让美国企业订单生产回流，但国内科技产业链已经相当完善及有强大成本优 势，加上疫情控制得宜，我们到现在还没明显看到科技行业生产订单回流美国，如鸿海威斯康新州 LCD 面板投资案目前仍然严重落后,台积电月产能两万片的 迷你美国 5nm 厂也要拖到 2024 年才会量产。所以我们预期中国大陆晶圆代工 市场未来五年复合增长率达 11%，超过全球晶圆代工市场的 8-9%复合增长率，中国大陆占全球晶圆代工市场份额将从 2018 年的 51%到 2025 年的 60%。就 中芯而言，其中国大陆客户占比持续提升，明显从五年前的 50 个点，增加到 目前的 66 个点，而晶圆代工龙头台积电，过去几年其中国大陆客户占比也持 续提升，明显从五年前的 8 个点，增加到目前的 21 个点，而同一时间，美国 客户从 66 个点，下降到 1Q20 的 58 个点，但因为美国商务部于 5/15/2020 要 求台积电必须取得许可执照才能继续帮海思生产，我们因此预期台积电大陆客 户占比将从 4Q20 开始明显回落，但不管是台积电未来拿到海思部分芯片生产 许可或其他国内海思替代公司下单给台积电，长期而言，都会让台积电国内客 户占比持续提升。公司研究 -7-敬请参阅最后一页特别声明 图表图表2：台积电美国及中国大陆客户季度占比变化：台积电美国及中国大陆客户季度占比变化 来源：台积电，中芯国际,国金证券研究所 国内晶圆代工产业增长超过全球近一倍国内晶圆代工产业增长超过全球近一倍 刚才提到自从中美贸易竞争扩大，加上美国对中兴通讯，华为，海思针对 性的封锁及将数百家的国内高科技企业及研究中心放入美国商务部的实体清单，不能采购美国技术占比超过 25%的产品以来，国产替代自主可控就成为国内 半导体行业如晶圆代工制程工艺全面升级的主要动能，配合中芯国际转 A 股科 创板上市借以拿到高估值及充沛营运现金投入 14/12/7-8nm 先进制程产能扩张 及研发，还有招人才，加上华虹加速无锡 90/65/55nm 12“厂成熟制程的扩产，因此造就国内晶圆代工产业未来五年营收复合增长率达 16%，超过全球晶圆代 工市场的 8%复合增长率近一倍。图表图表3：全球，中国大陆晶圆代工市场及产业份额全球，中国大陆晶圆代工市场及产业份额 单位单位:10:10 亿美元亿美元 20182018 20192019 20202020 20212021 20222022 20232023 20242024 20252025 5 5 年年 CAGR(%)CAGR(%)全球晶圆代工市场 57 56 67 73 76 85 94 99 8%同比 y/y 6%-1%9%5%5%中国大陆晶圆代工市场 29 29 37 41 43 49 55 59 10%同比 y/y 8%2$%7%7%中国大陆占全球晶圆代工市场份额(%)51RUVWXY%中国大陆晶圆代工产业生产销售额 6.14 5.77 6.87 8.2 9.2 11.0 12.9 14.4 同比 y/y 10%-6 %中国大陆晶圆代工产业自给率(%)21 !#$%中国大陆晶圆代工产业占全球份额(%)11%来源：IC Insights,国金证券研究所 二二、中芯的核心优势中芯的核心优势 中芯国际在竞争方面除了能提供有竞争力的代工价格，具备较低的折旧费 用（中芯采购新设备使用较长的 7 年折旧年限，旧设备采 6 年折旧年限），得到 政府的各种研发补助及受惠于自主可控国产替代的庞大晶圆代工需求外，其 实在以下列出的十点，很难跟台积电面对面的直接竞争，但其中几项条件确实 较晶圆代工市场份额较大的联电 UMC 及格芯 Globalfoundries 具有优势，如联 电及格芯已经放弃的 7-8nm 研发及量产，还有光掩膜自制，先进设计服务，通 过与长电合作完成先进封测。1.7-8nm先进制程研发及量产先进制程研发及量产；2.资本及研发开支规模；0 %1Q08 3Q08 1Q09 3Q09 1Q10 3Q10 1Q11 3Q11 1Q12 3Q12 1Q13 3Q13 1Q14 3Q14 1Q15 3Q15 1Q16 3Q16 1Q17 3Q17 1Q18 3Q18 1Q19 3Q19 1Q20 3Q20 Quarterly 季度占比季度占比 台积电 美国客户 台积电 中国大陆 中芯 美国客户 中芯 中国大陆 公司研究 -8-敬请参阅最后一页特别声明 3.扩产规模；4.各产品良率；5.光掩膜光掩膜自行自行制造制造；6.先进制程设计服务先进制程设计服务；7.先进封测（扇出封装，三维封装先进封测（扇出封装，三维封装 Chip on Wafer on Substrate）；8.设备及材料的规模经济采购优势；9.客户规模；10.IP专利库跟台积电直接竞争 7-8nm 及及 EUV 的研发与量产：的研发与量产：虽然中芯国际一直到现在都无法取得艾斯 麦 ASML 的 EUV 光刻机，但我们认为 ASML 只要一拿到荷兰政府的许可 出货给中芯，相信中芯将成为全球第三家（在台积电及三星之后）迈入 EUV 5nm 工艺制程节点的晶圆代工大厂。我们以 14nm 为例，虽然中芯 国际明显落后联电近 3 年，落后格芯近 4 年量产 14nm 晶圆代工产品，但中芯在联电，格芯于 2018 年三季度相继宣布放弃 7nm研发及量产后的 两年后，即将在明年量产 7-8nm 制程工艺的代工产品（但是中芯要帮海 思代工的 78nm 中低阶手机芯片产品应该无法在今年四季度量产），这 让中芯国际在明年将提早成为全球前三大以先进制程技术为衡量标准的晶 圆代工业者，那等到 14/12/7-8nm 晶圆代工营收全面铺开，中芯国际要超 过联电（7%）及格芯（8%）的全球营收份额，将是指日可待。图表图表4：年度制程工艺技术演进的比较年度制程工艺技术演进的比较 来源：各公司财报，国金证券研究所 光掩光掩膜膜自制自制（Photo mask making）的重要性）的重要性：光掩膜是芯片制造中，数十次光刻环节中的核心工具，而台积电过去就是靠着优异的 100%光掩 膜自制，让其客户在光刻良率，新产品推出时效及性能，电路图形设计的 预先修正，预判光掩膜制造过程中的制造误差，都明显优于光掩膜外包的 同业如联电，这让同样也是采取光掩膜自制（达到 14nm），拥有自主知识 产权的前道版图数据处理、电子束描画、显影刻蚀，与后道的缺陷检查和 控制技术的中芯国际比一般同业具备更多优势。光掩膜的类型从早期的二 元掩膜发展成相位移掩膜,其图形传递介质从金属铬进化成钼硅材料。但 随着极紫外光刻(EUV)技术的引入,光掩膜从传统的透射型基材转变为反 射型基材,结构的复杂程度和制造的难度成倍增加。随着光掩膜上所绘电 路图形尺寸不断缩小,晶体管等器件的密集度不断提高,传统的电子束描画 设备完成单张光掩膜描画的时间不断增加,单张 EUV 掩膜的描画时间甚至 可达数日之久,这对光掩膜的研发和制造出了极高的挑战。而 IMS Nanofabrication 奥地利商艾美斯电子束科技的多重电子束(multibeam mask writer)描画技术的出现提供了新途径,该技术运用数十万根电子束 同时描画互不干扰,既能保证图形精度,又能将 EUV 光掩膜描画时间及成 本控制在可接受的范围之内,在很大程度上提高了先进技术节点的研发效 率和商业量产能力。公司研究 -9-敬请参阅最后一页特别声明 提供设计服务与提供设计服务与 IP支持：支持：我们认为未来 10 年，全球半导体产业将从过去 的计算机，智能手机，及服务器的少样多量，逐步转化成各种多样多量的 亿物联网（Internet of things,IOT）及各种云端，边缘运算端，终端 AI芯 片，加上先进制程工艺产品设计的难度及 IP 资源的需求不断提高，这客 制化需求的新趋势，会让全球半导体设计公司及系统公司内部设计团队如 雨后春笋般的冒出，但这些新设计公司明显在 IP 资源缺乏及实体布局布 线设计经验不足，因此中芯国际超过 200 人的设计服务团队所提供给客户 14/28/40/45/55/65/110/130nm 等节点的设计服务与 IP 支持对扩大公司营 收就显得非常重要。随着 FinFET,EUV 技术的推出,设计服务可以与工艺 开发深度协同,从设计的角度对工艺设计规则、后端布线规则、器件种类 等进行优化,基于优化成果提供更好的设计服务,令其产品更具竞争力。此 外,由于传统静态随机存储器在功耗、速度和面积等方面存在技术瓶颈,设 计服务厂商开始提供新一代存储 IP 解决方案(如 MRAM 等),以解决高性 能 计算对片内大容量高速度存储器的需求及物联网应用对非挥发存储器 的需求。FinFET 工艺持续发展所产生的晶体管线宽限制与日趋复杂的设 计规则,也对模拟、混合信号电路的设计带来较大程度限制。在符合设计 规则的前提下,市场推出了基于模板的设计服务技术与模块,使得客户设计 如同搭积木式一般,而 不用受制于复杂的设计规则,节约了电路设计和后端 版图时间。小芯片架构下的先进封测需求：小芯片架构下的先进封测需求：自从台积电靠着余振华副总团队所领导的 扇出封装技术（Integrated Fan Out,INFO）拿下苹果智能手机几个世代 的应用处理器订单，靠着三维封装 CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)拿下 Xilinx 基地站 FPGA 及英伟达最先进 AI 芯片 A100 的订单，加上未 来通过先进封装来达成的小芯片架构是摩尔定律微缩趋缓下能继续提高效 能，降低成本，降低耗能的重要解决方案，各种 3D 先进封测需求就爆发 了。而中芯国际通过负责前端凸块加工（能提供 28/14nm 凸块加工），硅 穿孔（Through Silicon Via,TSV），而由持有 14.3%的江苏长电负责后端 封测的合作方式提供 3D 先进封测，就给了中芯比联电及格芯更多的竞争 优势。随着集成电路制造工艺技术的不断发展,对端口密度、信号延迟及 封装体积等提出了越来越高的要求,促进了先进封装如凸块、倒装、硅穿 孔、2.5D、3D 等新封装工艺及封装形式的出现和发展。不同于引线键合(Wirebonding)工艺,凸块工艺比较像是晶圆代工制程工艺，主要是通过高 精 密 曝 光（使 用Nikon,Veeco/Ultratech 光 刻 机，东 京 电 子，SussMicrotech 的光阻显影）、离子处理、电镀（金属溅镀使用应用材料，Ulvac 设备；电镀PECVD/干刻蚀使用应用材料及 Lam Research 的设 备）等设备和材料,基于定制的光掩模,在晶圆上实现重布线,允许芯片有 更高的端口密度,缩短了信号传输路径,减少了信号延迟,具备了更优良的 热传导性及可靠性。凸块工艺配合倒装技术带来封装体积的缩小,实现了 芯片级封装。凸块工艺、三维芯片系统集成等先进封装工艺实现了各种晶 圆级封装和系统级封装。图表图表5：摩尔定律趋缓带动小芯片架构摩尔定律趋缓带动小芯片架构 来源：台积电，国金证券研究所 公司研究 -10-敬请参阅最后一页特别声明 图表图表6：中芯国际的核心服务技术优势中芯国际的核心服务技术优势 来源：中芯国际招股说明书，国金证券研究所 三、二个结构性的挑战三、二个结构性的挑战 虽然中芯国际是国内第一大晶圆代工厂，在国内 1412 纳米先进制程也 追上台积电南京厂的 16 纳米，78 纳米研发投入也超过已经放弃的联电及格 芯 Globalfoundries,但这些制程工艺还是落后全球晶圆代工龙头台积电达 3-5 年之久，量产的落后，良率的落后，及折旧费用飙升的不归路，都会让中芯国 际在价格，成本，获利率上都处于劣势，如何克服以下二个结构性的挑战，是 中芯国际管理团队未来要解决的问题。1.设备投资暴增，折旧费用设备投资暴增，折旧费用大幅上升大幅上升 不同于很多新型半导体产品如 5G AP/基频射频前端基地站，服务器 x86 CPU，云端 AI GPU,高速网络，PCIE 4.0/5.0 retimer,内存储器 1z/1alpha，128/160 层闪存储器，DDR5 的内存接口芯片，总是带给半导体供应大厂比平 均更好的毛利率，但从事先进制程的晶圆代工业，却因为要不断的追求制程工 艺的技术演进，在 16/14 纳米以后的每个节点要增加投资超过 30%（参考图），这就是为什么连龙头晶圆代工厂台积电都要花 7-8 个季度的量产时程，才能让 其最先进制程达到公司的平均毛利率，整体毛利率还会受到新制程工艺初期量 产扩大的影响而下滑。以台积电而言，因为每个新节点的半导体设备投资额的 递增，我们测算目前其 16nm/12nm 的折旧费用占其营业成本达 50-60%，7nm/7nm EUV 达 60-70%，5nm EUV 达 70-80%，如果无法像台积电一样在 量产初期拿到晶圆代工价格溢价，多数厂商过分投入先进制程工艺，反而会见 到亏损扩大，这也解释同为晶圆代工的联电 UMC 及 Globalfoundries 格芯早在 公司研究 -11-敬请参阅最后一页特别声明 2018 年三季度已经宣布放弃 7nm 制程工艺的研发，而联电确实于今年二季度 看到毛利率的大幅改善，但中芯国际从去年底进入 14/12nm 制程工艺，今年底 进入 7-8nm 量产，预期明后年总计要投资数十亿

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2020年年7月月7日日 硅晶圆代工行业专题报告硅晶圆代工行业专题报告 见贤思齐，中芯国际与台积电对比分析见贤思齐，中芯国际与台积电对比分析 及中芯国际相关产业链标的梳理及中芯国际相关产业链标的梳理 中信证券研究部电子组中信证券研究部电子组 1 1 核心观点核心观点 产业趋势产业趋势：晶圆制造是世界最精密制造业，工艺达纳米级别，为资本、技术密集型产业。随着摩尔定律演进，每代工艺节点对应资本开支增速达30%，头部玩家锐减至10nm以下仅剩台积电、三星、英特尔三家，三巨头 每年Capex均在100200亿美金水平。晶圆代工模式替代传统IDM，实现2倍于行业增速，第一梯队玩家是台 积电（49.2%市占率）、三星（18%），垄断先进工艺节点领先2-3代，中芯国际位于第二梯队，市占率5%，在自顶向下力量支持下，是除台积电、三星、英特尔外唯一追赶先进工艺的厂商。摩尔定律向下演进的关键 短期看EUV设备的使用，中远期看多重曝光及GAA晶体管技术的掌握。中芯国际中芯国际与台积与台积电电对比：对比：客户方面，台积凭借技术领先优势，历来掌握头部客户获取丰厚利润；中芯在中美 贸易摩擦后受益华为海思主动加单，大客户需求体量庞大支持效果明显；产能方面，台积产能5倍于中芯，中 芯未来持续通过融资扩产有望持续做大营收；发展逻辑方面，台积凭借顶级工艺获取顶级客户，类似成本加 成定价方式，ASP 2倍于中芯，50%毛利率、30% 净利率，历来未进行大额融资，以现金流支撑Capex；中 芯同代先进工艺推出时间晚于台积23年，作为后进者定价需较低且要承担初期大额设备折旧成本，中芯收入 占比95%以上的成熟工艺稳定盈利，补贴不到5%先进工艺扩产带来的前期亏损。判断目前这种局面将维持5 年以上。中芯独特动能在于：大基金等国资直接资本支持，先进工艺部分通过股权分摊设计减小报表压力；政府补贴力度近年来持续增大。风险因素：风险因素：景气周期下行风险；美国出口管制政策调整导致可能无法为大客户代工的风险；关键设备或原料 供应停滞的风险；市场竞争加剧风险；公司新技术研发、量产进展低于预期风险等。投资建议：投资建议：晶圆代工厂属重资产行业且盈利波动大，国际上一般采用PB估值法，对于中芯国际我们仍然建议 采用PB估值法。中芯港股历史在0.7-3倍PB区间波动，每一轮股价上行放，市场给予5倍PB。中芯国际基础 往往是行业上行周期，同时历次股价上行通常有催化剂因素（国内大客户导入、先进节点量产、行业满载代 工价格上涨等）。从PB估值来看，台积电由于产业链地位稳固、盈利持续释假定科创板上市成功后，预计募 集资金462.87亿元，对应20202022年备考BPS会扩张至14.19/14.55/14.91港元，对于港股参考可比公司均 值水平，给予2020年3.3倍PB，对应目标价46.83港元，维持“买入”评级；中芯国际作为中国大陆晶圆代工 龙头，在内地核心地位显著，长期成长空间广阔且盈利能力有持续上升空间。同时建议关注中芯国际相关产 业链，重点关注设备类的北方华创、中微公司、盛美半导体，材料类的沪硅产业、安集科技等，设计类的兆 易创新、韦尔股份等，详细梳理详见正文。pOqPsMzRoOtMnNrOqOsMsR6McM8OtRrRoMoOfQpPpQiNoOxP8OnNuNvPoNnPwMtOnN 目录目录 CONTENTS 2 1.产业趋势：精密制造，资本密集，技术迭代，寡头集中产业趋势：精密制造，资本密集，技术迭代，寡头集中 2.中芯与台积对比分析：差距分析与追赶可能中芯与台积对比分析：差距分析与追赶可能 3.中芯发展的独特动能：自顶向下与市场驱动中芯发展的独特动能：自顶向下与市场驱动 4.中芯港股历史估值水平与长期空间分析中芯港股历史估值水平与长期空间分析 5.中芯中芯A股产业链相关标的梳理股产业链相关标的梳理 6.风险因素风险因素 3 3 晶圆制造：世界上最精密的制造业晶圆制造：世界上最精密的制造业，有近六十年的发展历程有近六十年的发展历程，原理类似洗照片，用显影 的方式将集成电路设计图纸在晶圆上进行物理实现，刻蚀电路元件和电路连接，晶圆大小 有8英寸和12英寸，工艺节点从微米级到纳米级（eg.典型的CPU含有数十亿个晶体管)；产业链位置：产业链位置：IC设计商（Fabless）根据市场需求设计产品（运用IP和EDA工具），晶圆制 造根据IC设计商的设计图纸，在大硅片上通过光刻和刻蚀等技术做出晶体管电路，经封装 测试后，由IC设计商进行销售（设计制造封装）；行业发展阶段：行业发展阶段：2020年中台积电量产5nm产品，代表业内当前最高水平。多少nm指的是晶 体管的栅极特征尺寸，产业初期统一为栅极长度，16nm后各家定义不同，台积电和三星的 定义相对宽泛，英特尔更加严谨保守，目前特征尺寸大约对应栅极长度一半。资料来源：各公司官网，中信证券研究部资料来源：Intel，中信证券研究部 半导体产业链晶圆制造及中芯国际所处环节半导体产业链晶圆制造及中芯国际所处环节晶圆制造流程晶圆制造流程 行业概览：世界最精密制造业，纳米级工艺行业概览：世界最精密制造业，纳米级工艺 IC设计IC制造封装测试 IC设备 IC材料 IP、EDA工具 晶圆 涂光刻胶光刻曝光光刻曝光刻蚀光刻胶清洗离子注入 晶体管形成 薄膜沉积 薄膜沉积化学机械抛光金属多层连接 4 4 下游应用：需求多样，先进制程与长效节点各有市场下游应用：需求多样，先进制程与长效节点各有市场 资料来源：各公司官网，中信证券研究部 半导体各工艺制程下游需求结构“先进制程先进制程”：追求“高性能、低功耗、面积小”（“PPA”），如7nm及10nm应用：智能手 机AP/SoC、个人电脑及服务器CPU、矿机ASIC等。14nm应用：中高端AP/SoC、显卡GPU、矿机ASIC、FPGA等。28nm应用：中低端手机、平板、机顶盒、路由器等主芯片。“长效节点长效节点”：更追求成本经济，不依赖性能提升，55nm90nm以及90nm以上有大量产品并 不需要采用最先进工艺打造。5 5 11S%4%2%模拟和混合信号分立器件逻辑存储光电传感器 行业趋势（行业趋势（1）：晶圆制造模式由）：晶圆制造模式由IDM向代工（向代工（Foundry）转化）转化 半导体制造产业模式由半导体制造产业模式由IDM向代工制造转化向代工制造转化。1）IDM（Integrated Device Manufacture，整合 器件制造商）模式同时完成设计、制造、封测和销售四个环节。早期企业采用，例如英特尔自 1968年创立，为IDM模式的代表。2）晶圆代工的商业模式由台积电于1987年开创，推进制造 与设计、封装相分离。随着研发、建厂开支急剧增长，IDM公司持续扩大委外释单，向Fab-lite、Fabless模式转移，例如英飞凌、恩智浦、意法半导体均较早采用了Fab-lite策略将部分订单转 移至台积电。晶圆代工以逻辑晶圆代工以逻辑IC为主为主，同时具有一系列特殊制程，如模拟电路、射频及混合信号、图像传感 器等。IDM目前现存50%以上产能为存储器（三星、海力士、美光等），其余部分包括逻辑IC（如英特尔）、分立器件（如英飞凌）、模拟和混合信号（如TI、Skyworks等）、传感器（如 STMicro）、光电器件（如Sony）等。资料来源：SUMCO，中信证券研究部 注：等效8英寸 全球晶圆需求分类全球晶圆需求分类IDM各类型产品产能分布各类型产品产能分布 资料来源：Gartner，中信证券研究部注：等效8英寸 12寸逻辑 17寸DRAM 15寸NAND 20寸其他芯片 13%8寸逻辑 14%8寸其他 13%6寸及以下 8%6 6 行业趋势（行业趋势（1）：代工增速两倍于半导体行业，受益）：代工增速两倍于半导体行业，受益IDM减少、减少、ASP提升提升 CAGR两倍于半导体行业两倍于半导体行业：据IC Insights统计，2018年全球Foundry市场规模为626亿美 元，占彼时全球半导体规模的18%，2010-2018年CAGR为10.7%，而同期全球半导体销 售规模CAGR仅为4.7%；能够获得两倍以上半导体行业增速的原因能够获得两倍以上半导体行业增速的原因：1）普通硅工艺IC公司大多采用Fabless模式；2）随着资本支出升高，二三线的IDM厂商无力独自承担建厂费用，如08年以来，Infineon、Freescale、Toshiba等都纷纷关闭自己的部分晶圆厂，AMD剥离了Global Foundries；3）先进CMOS工艺代工ASP提升快于存储器等其他分支，存储器的价格周期性相对更强。0%5 %0 100 200 300 400 500 600 700 201320142015201620172018 全球晶圆代工制造市场规模（亿美元）YoY（%）-20%-10%0 0%0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 2014-03 2014-08 2015-01 2015-06 2015-11 2016-04 2016-09 2017-02 2017-07 2017-12 2018-05 2018-10 2019-03 全球中国全球YoY 中国YoY中国占比 资料来源：IC Insights，中信证券研究部 全球晶圆代工行业市场规模全球晶圆代工行业市场规模中国半导体销售额与全球对比（亿美元）中国半导体销售额与全球对比（亿美元）资料来源：WSTS，中信证券研究部 7 7 行业趋势（行业趋势（2）：工艺主流尺寸缩进，摩尔定律）：工艺主流尺寸缩进，摩尔定律2年递减年递减 资料来源：各公司网站，中信证券研究部 台积电、英特尔、三星台积电、英特尔、三星 14/16nm、10nm、7nm工艺指标比较工艺指标比较 工艺缩进：工艺缩进：根据摩尔定律，制程节点每隔18-24个月，以0.7倍（实际为根号2的倒数）递减逼近物理极 限，从1m、0.8m、0.5m、0.35m、0.25m、0.18m、0.13m、90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、16nm、10nm、7nm、5nm，一直发展到未来的3nm、2nm，这些被称为主流工艺节点，主流 节点间还存在半节点，如28nm、20nm、12nm。90nm节点以前特征尺寸标准统一，完全对应栅极长栅极长 度度，自65nm开始各厂商节点名称的定义开始不同，已不能完全对应器件物理尺寸。目前目前14nm、10nm 的节点名称大致对应栅极长度的一半的节点名称大致对应栅极长度的一半。其中英特尔标称值最保守，台积电三星相对命名激进，简言之，英特尔的英特尔的10nm集成度水平约等于台积电集成度水平约等于台积电7nm 。工艺的核心指标应当关注晶体管密度。IRDS基本路 线图16/14nm 英特尔英特尔 1414nmnm三星 三星 1414nmnm TSMC 16nm IRDSIRDS基本路基本路 线图线图1010nmnm TSMC 10nm 三星三星 1010nmnm TSMC 7nm TSMC 7nm 三星三星 7 7nm nm EUVEUV 英特尔英特尔 1010nmnm 量产时间量产时间20152014201520152017201720172018Q22019Q220192019H2 晶体管结构 FinFET/FDS OI FinFETFinFETFinFET FinFET/FD SOI FinFETFinFETFinFETFinFETFinFETFinFET 鳍片间距 Fin pitch(nm)42434945363642N/AN/A2734 栅极间距Gate pitch(nm)7070788854666854N/A5454 最小金属间距 Min Metal pitch(nm)5652677036424840N/A3636 逻辑单元高度(nm)N/AN/AN/AN/AN/A360420N/AN/AN/A272 逻辑晶体管密度逻辑晶体管密度（MTr/mmMTr/mm）N/A37.530.529N/A48.151.680100101.2100.8 鳍片高度Fin height(nm)42423737454449N/AN/AN/A53 栅极长度Gate length(nm)24-2624303320-22N/A25N/AN/AN/A18 8 8 2.8 4.8 7.4 9.2 12 17.8 20 25 0 5 10 15 20 25 30 130nm90nm65nm45nm28nm20nm14nm7nm 300mm 200m 资本开支每代工艺节点增速平均达资本开支每代工艺节点增速平均达30%：每万片月产能，在12英寸晶圆的初代节点（90nm）时，只需要4.8亿美金资本开支，而进入14nm则需要20亿美金的资本开支，7nm 则高达25亿美金，资本开支每代节点增速达到30%。工艺节点持续演进和高投入导致玩家锐减：工艺节点持续演进和高投入导致玩家锐减：2018年，联电，Global Foundries在14nm及 12nm以后节点退出后，10nm以下，只剩下台积电、英特尔和三星三个头部玩家。资料来源：IC Insights，中信证券研究部 资料来源：英特尔，中信证券研究部 各工艺节点每万片月产能对应资本开支各工艺节点每万片月产能对应资本开支先进制程向龙头集中，玩家锐减先进制程向龙头集中，玩家锐减 行业趋势（行业趋势（3）：）：工艺演进，工艺演进，Capex提升，头部玩家逐年变少提升，头部玩家逐年变少 拥有先进制程技术能力的 头部厂商数量减少 9 9 行业趋势（行业趋势（4）：先进工艺三龙头，当前水平并驾齐驱先进工艺三龙头，当前水平并驾齐驱 三大龙头：三大龙头：英特尔10nm低功耗版本 2019年下半年量产，10nm高性能版本 2020年下半年 量产，与台积电7nm （2019年中量产）水平相当。三星7nm EUV 2019年下半年量产。台积电、英特尔、三星台积电、英特尔、三星 节点比较节点比较 资料来源：Hiroshige，中信证券研究部 1010 行业趋势（行业趋势（5）：优势累积赢家通吃，）：优势累积赢家通吃，三阶三阶梯队大陆二流梯队大陆二流 资料来源：IC Insights，中信证券研究部 全球晶圆代工厂销售额排名（全球晶圆代工厂销售额排名（2019，百万美元），百万美元）晶圆代工业头部集中效应明显：晶圆代工业头部集中效应明显：当前第一梯队台积电（49.2%）、三星（18%），垄断先 进工艺节点领先2-3代（先进制程Top2 100%份额，其中台积电80%，整体台积电50%份 额），定价能力强（成本加成）；第二梯队：格芯（8%）、联电（7%）、中芯国际（5%），放弃14nm以下节点，只有中芯国际继续追赶；第三梯队对应利基市场。排名排名厂商厂商总部地区总部地区先进节点先进节点19Q2销售销售市占率市占率应用应用 第一梯队 1台积电中国台湾7nm 755349.20%先进逻辑芯片、模拟、射频、功率、传感器等 2三星韩国7nm277318.00%先进逻辑芯片 第二梯队 3格罗方德美国12nm13368.70%逻辑芯片、射频、嵌入存储 4联华电子中国台湾14nm11607.50%逻辑芯片、射频、模拟 5中芯国际中芯国际中国大陆中国大陆14nm7905.10%逻辑芯片、模拟、射频、功率、传感器 第三梯队 6高塔半导体以色列45nm3062.00%模拟、射频、传感器 7华虹半导体中国大陆90nm（布 局55nm）2301.50%功率、嵌入存储、模拟、逻辑、射频 8世界先进中国台湾0.11m2141.40%功率、模拟、混合信号、嵌入存储 9力积电中国台湾45nm1941.30%模拟、功率、嵌入存储、传感器 10东部高科韩国90nm1440.90%功率、存储、传感器 其他厂商6654.40%合计15365100.0011 晶圆厂资本开支递增晶圆厂资本开支递增，龙头厂商龙头厂商Capex构成：构成：台积电2020年资本开支上调至150-160亿美 元，其中80%用于7nm/5nm/3nm扩产，购买机台设备等，10%用于先进封装和光罩（掩 膜板）产能，10%用于特殊工艺。台积电历年的资本开支中，先进工艺产能建设都占据了 70%-80%。资本开支资本开支80%用于购买设备：用于购买设备：台积电150亿美元Capex中，约120亿美元用于采购先进工 艺设备，其中约20亿美元用于采购光刻设备，占比约18%，由于目前EUV设备价格在1.2 亿美元左右，相当于可以购买18台EUV设备（ASML2019年出货26台EUV设备），其他 占比高的是刻蚀设备（20%）、薄膜设备（20%）。资料来源：各公司年报，中信证券研究部 资料来源：SEMI，中信证券研究部 晶圆代工厂中资本开支差距显著（亿美元）晶圆代工厂中资本开支差距显著（亿美元）半导体各类设备销售额占比半导体各类设备销售额占比 行业趋势（行业趋势（6）：龙头资本开支百亿美元，先进设备占比较高）：龙头资本开支百亿美元，先进设备占比较高 18 %5%5%5%2%光刻设备刻蚀设备薄膜沉积设备 离子注入过程控制清洗设备 化学机械研磨测试设备其他 0 50 100 150 200 250 300 TSMCSamsungIntelSMICUMC 1212 行业趋势（行业趋势（7）：未来技术演进图总览）：未来技术演进图总览 资料来源：IMEC（含预测），中信证券研究部 延续摩尔定律，多层次新技术各显神通延续摩尔定律，多层次新技术各显神通。1）光刻：）光刻：EUV取代DUV(193i)光刻(7nm开始)；2）器件：）器件：GAA环绕式栅极结构环绕式栅极结构取代FinFET结构(2nm开始)；3）材料：）材料：Co(10nm开始开始)、SiGe、Ru、III-V族等新材料引入；4）系统设计：立体结构设计）系统设计：立体结构设计(2nm以后)。光刻、材料、器件、设计等多层次新技术导入预测光刻、材料、器件、设计等多层次新技术导入预测 1313 行业趋势（行业趋势（8）：未来技术演进关键之）：未来技术演进关键之EUV选择选择 EUV（极紫外光刻机极紫外光刻机）：“切菜用好刀”，台积电和三星的选择，台积电7nm 开始采用，更多 层的EUV就对应升级到下一个节点，7nm 大约是4层EUV，5nm是2020年中量产使用约9-10层 EUV，5nm 是2021年量产使用约1215层EUV；Intel 10nm与台积电7nm 特征尺寸同水平，Intel工艺选择DUV(193i) SAQP多重曝光，未采用 EUV，长期良率无法突破，导致工艺被台积电阶段性超越，AMD 台积电组合赢得部分CPU市 场份额。特征尺寸特征尺寸7nm节点出现两条技术路径：节点出现两条技术路径：DUV SAQP或或EUV 单次曝光单次曝光 资料来源：IMEC，中信证券研究部 1414 行业趋势（行业趋势（8）：未来技术演进关键之）：未来技术演进关键之EUV选择选择 未来三年至未来三年至3nm的技术优势仍取决于的技术优势仍取决于EUV：7nm节点后光刻技术从DUV(193i)转至EUV，设备 价值剧增（NXE3400系列是唯一支持7nm及5nm的EUV光刻机，单台机器价值约1.2亿美元，比 传统DUV光刻机贵一倍多，而光刻机约占近20%的成本，因此仅换用EUV就带来10%的成本提 升），未来在7-5nm都是EUV,区别是使用EUV的层数更多（从4层开始至约20层），3nm节点荷 兰设备厂ASML会发布下一代高NA值的EUV光刻机，这会导致特征尺寸可以做的更细。未来未来3年谁能用好更多的年谁能用好更多的EUV，谁就在先进制程领先，谁就在先进制程领先：台积电拥有EUV设备最多约30台，三星 次之10-20台之间，英特尔的约5台将在2021-2022年7nm节点首次导入EUV时使用，位于其 Fab42；英特尔、台积电、三星在ASML一度在研发EUV时对ASML注资，是ASML的股东（2012年，英特尔注资41亿美金获取15%股权，台积电注资14亿美元获取5%股权，三星注资6 亿美元获取3%股权）。各晶圆厂各晶圆厂EUV设备拥有情况估计设备拥有情况估计 EUV设备数量设备数量进展进展 台积电约30台 2019年上半年量产第二代7nm，导入 EUV制程，2020年中左右开始量产5nm 三星约1020台，2020年新预定20台2019年上半年导入7nm EUV制程 英特尔约5台20212022年7nm节点导入EUV制程 中芯预定1台尚未交货，荷兰政府尚未出具许可证 全球全球EUV设备总计设备总计2019年底约年底约60台，台，2020年底约年底约90台台 资料来源：ASML公司年报，Omdia，中信证券研究部 1515 行业趋势（行业趋势（9）：未来技术演进关键之多重曝光）：未来技术演进关键之多重曝光 资料来源：Hiroshige 多重图案化：传统多重图案化：传统LELE、LELELE与与SADP、SAQP工序工序 LELE：Litho-Etch-Litho-Etch 即光刻-刻蚀-光刻-刻蚀，是传统的多重图案化技 术。LELELE：Litho-Etch-Litho-Etch-Litho-Etch，即 光刻-刻蚀-光刻-刻蚀-光刻-刻蚀，增加一次LE，可将特征尺寸制作到更小。SADP：自对准双重图案化，可确保结构彼此正 确对齐，避免错位。SAQP：自对准四重图案化，在SADP基础上进 一步缩小尺寸、增大密度。四重曝光（四重曝光（SAQP）：）：7nm出现两种技术路径，既可以采用DUV光刻机193nm波长、四重 曝光达到所需分辨率，也可采用EUV单次曝光，英特尔没有选择EUV，台积电和三星选择 EUV，台积电的7nm 是EUV单次曝光。英特尔10nm是DUV（193i） SAQP，结果是英特 尔一再推迟量产，高性能版本推迟到2020下半年，我们预计2022年左右英特尔也将发布采 用EUV的7nm（大致相当于台积电的5nm ），2022年英特尔有望重新和台积电并驾齐驱。1616 行业趋势（行业趋势（9）：未来技术演进关键之多重曝光）：未来技术演进关键之多重曝光 资料来源：SemiconductorEngineering，中信证券研究部 英特尔后段工艺在英特尔后段工艺在7nm选择选择DUV（193i） SAQP导致落后：导致落后：不同于台积电/三星，多重图 案化（Multi-patterning）在不采用EUV设备情况下继续提高分辨率，但从成本角度考量，193i多重图案化的成本大致相当于EUV单次曝光的四分之三，在某些场景仍然是最为经济 的选择；英特尔英特尔10nm一再推迟：一再推迟：后段采用多重四图案曝光（SAQP）并首次采用金属钴（Co）技 术难度较大是主要原因；英特尔将在英特尔将在7nm节点拥抱节点拥抱EUV：时间是2021Q42022年，现有高性能版本10nm在 2020Q4投产后仅有1年左右作为领先节点的使用期。图案化技术图案化技术标准化晶圆成本标准化晶圆成本 193i 单次曝光单次曝光（SE）1 193i LELE(DP)2.5 193i LELELE(TP)3.5 193i SADP2 193i SAQP3 EUV 单次曝光单次曝光（SE）4 EUV SADP6 英特尔英特尔10nmTSMC 7nm三星三星 7nm 前段前段（Frontend of line,FEOL）鳍片鳍片（Fin）形成方法形成方法SAQPSAQPSAQP 栅极栅极（Gate）形成方法形成方法SADPSADPSADP Contact层形成方法层形成方法 LE/LE2/LE3/L E4 LE/LE2/LE3/LE 4 EUV单次曝光 后段后段（Backend of line,BEOL）关键金属层关键金属层（critical metal layer）193i SAQP 自对准四重自对准四重 图案化图案化 193i SADP 自 对 准 双 重自 对 准 双 重 图案化图案化 EUV单次曝光单次曝光 英特尔与台积电、三星多重图案曝光工艺比较（区别在后段）英特尔与台积电、三星多重图案曝光工艺比较（区别在后段）不同工艺标准化晶圆成本比较不同工艺标准化晶圆成本比较 1717 行业趋势（行业趋势（9）基础器件技术：中期节点是）基础器件技术：中期节点是SADP，远期节点，远期节点GAA 资料来源：IDRS国际半导体路线图 中期的技术进步一个节点可能是中期的技术进步一个节点可能是EUV SADP（双重曝光）（双重曝光）：在3nm节点左右，有可能开始 采用EUV SADP。更长远的大节点来自结构变化（更长远的大节点来自结构变化（GAA）：）：过去大的结构升级包括Ge strained沟道(65nm)、FinFET鳍式场效应晶体管(22nm)、而GAA是下一次结构的变化，更远的结构变化可能是横 向GAA结构转化为纵向GAA结构，以进一步提高晶体管密度，密度提高速度将明显放缓；国际半导体路线图原本在2017年提出2024年后就采用GAA结构，现在看2023年台积电的 3nm是仍将采用FinFET结构，GAA的应用大致要到2nm开始。IDRS（原国际半导体路线蓝图）（原国际半导体路线蓝图）2017提出的逻辑芯片技术路线图：提出的逻辑芯片技术路线图：2024年后采用立体结构年后采用立体结构 1818 行业趋势（行业趋势（9）基础器件技术：中期节点是）基础器件技术：中期节点是SADP，远期节点，远期节点GAA 资料来源：EEWORLD GAA结构：结构：即将原来的Fin FET结构中的Fin部分截为两段，从而Gate(栅极)对Fin中电子的 包围效果更好，实现更好的控制效果，即Gate-All-Around。更远的结构式立体的更远的结构式立体的GAA：更远的结构则是将GAA结构立起来，实现3D结构，以做到密度 更高。摩尔定律一再放缓：摩尔定律一再放缓：台积电5nm量产时间在2020年年中，而我们预计再下一代3nm可能要 到20222023年量产，且并未采用GAA，3nm之后何时GAA能成熟尚不确定。横向纳米线晶体管与纵向纳米线晶体管横向纳米线晶体管与纵向纳米线晶体管GAA原本计划在原本计划在3nm采用采用 目录目录 CONTENTS 19 1.产业趋势：精密制造，资本密集，技术迭代，寡头集中产业趋势：精密制造，资本密集，技术迭代，寡头集中 2.中芯与台积对比分析：差距分析与追赶可能中芯与台积对比分析：差距分析与追赶可能 3.中芯发展的独特动能：自顶向下与市场驱动中芯发展的独特动能：自顶向下与市场驱动 4.中芯港股历史估值水平与长期空间分析中芯港股历史估值水平与长期空间分析 5.中芯中芯A股产业链相关标的梳理股产业链相关标的梳理 6.风险因素风险因素 2020 创办者（台积电）：张忠谋创办，首创晶圆代工模式创办者（台积电）：张忠谋创办，首创晶圆代工模式 资料来源：台积电官网，中信证券研究部 中国台湾中国台湾半导体教父张忠谋首创晶圆代工商业模式。半导体教父张忠谋首创晶圆代工商业模式。张忠谋1931年生于中国浙江宁波，童年辗转于南 京、广州、重庆、上海、香港，大部分在香港度过。18岁赴美国，先后获哈佛大学学士、MIT机械工 程学士硕士、斯坦福电机工程博士，1958年加入德州仪器（当时营业额不足1亿美元），1972年任德 州仪器全球副总裁（3号人物，仅次董事长和总裁），是最早进入美国大型公司最高管理层的华人。1985年辞任返回中国台湾，受台湾方面邀请出任台湾工业技术研究院院长。1987年，张忠谋在新竹科 学园区创建台积电，为全球第一家专业代工公司。政府推动，资金技术加持。政府推动，资金技术加持。1985年，54岁的张忠谋应邀回台担任工研院院长。中国台湾当局由行政院 开发基金出资1亿美金入股，引进美国无线电公司CMOS技术，荷兰飞利浦占股27.5%成为重要外援。股东结构稳定，国际机构投资者众多：股东结构稳定，国际机构投资者众多：花旗台积电存托持股占比20.60%，台湾行政院国家发展基金 6.38%，花旗新加坡2.52%，大股东持股合计37.46%；机构投资者中，JPMorgan、Capital World均持 股1%以上 台积电发展历程台积电发展历程 时间时间大事件大事件 1987年年1987年2月正式成立，专注半导体代工业务 1993年年获得ISO 9001认证，成为中国台湾第一家取得该认证的半导体公司 1994年年于台湾证券交易所挂牌上市 1994年年于美国华盛顿州合资兴建全美首家专业晶圆代工企业WaferTech 1997年年美国存托凭证在纽约证券交易所挂牌上市 1998年年与荷兰飞利浦公司、新加坡投资私人有限公司在新加坡合资设立SSMC八寸晶圆厂 2000年年顺利完成合并德基半导体公司及世大集成电路公司 2003年年首次投资中国大陆，设立上海8寸晶圆厂 2016年年获准独资设立南京12寸晶圆厂 2020年年市值突破1700亿美元，超越全球第一大半导体厂商英特尔 2121 创办者（中芯国际）：张汝京创办，股东更迭为国资创办者（中芯国际）：张汝京创办，股东更迭为国资 资料来源：中芯国际公告及官网，中信证券研究部 上海国资及北大资助张汝京创立，后股东更迭国资为主：上海国资及北大资助张汝京创立，后股东更迭国资为主：张汝京生于南京，毕业于台湾大学、布法罗 纽约州立大学，早年在德州仪器，1997年回台创办世大半导体，是继台积电、联电后第三家晶圆代工 厂商，1999年世大半导体的股东将世大作价50亿美元出售给台积电，张汝京的中国大陆建厂计划未得 到张忠谋（台积电掌门人）的认可。随后2000年张汝京来到上海创办中芯国际，得到了上海市政府的 大力支持，早期股东包括上海实业、摩托罗拉、北大青鸟（北大微电子所）、高盛、淡马锡等。后续 逐渐形成大唐电信、中投公司、上海实业等国资股东为主的格局，张汝京为职业经理人；发展初期：发展初期：02年首条8英寸产线量产、05年首条12英寸产线量产，04年在港交所和纽交所上市；台积电反复诉讼：台积电反复诉讼：中芯国际早期聘请了100多位来自老东家世大半导体（当时已并入台积电）和台积电 的工程师。由于台积电认为中芯国际早期采用了其工艺流程，台积电于2005-2009年间先后四次以侵犯 商业机密为由起诉中芯国际，2005年和解赔偿1.75亿美元，2009年和解赔偿2亿美元现金 10%股权，创始人张汝京辞职。这个过程拖后了中芯的发展，2010-2019年台积电逐步减持股份，目前仅余0.2%。中芯国际发展历程中芯国际发展历程 2222 发展历程（台积电）：全球龙头，积累与快速迭代形成强大护城河发展历程（台积电）：全球龙头，积累与快速迭代形成强大护城河 初创期，切入与追赶：初创期，切入与追赶：台积电创立初期，以台湾工研院作为技术专利与研发人员的主体，飞利浦是主要投资人，引进美国无线电公司CMOS技术。先由良率可控的成熟制程产品来打开市场。PC时代，夯实竞争力：时代，夯实竞争力：1999年台积电推出可商业量产的0.18m铜制程工艺，工艺缩小了与Intel的技术差距；2000年收购世大半导体，2005年成功试产65nm，2007年成功试产45nm，技术迭代稳步推进。智能手机崛起：智能手机崛起：2010年资本开支由27亿跃升至60亿美元，随后连续迭代推出28、16、10nm工艺，借助智能手机 兴起迎来迸发。2017年台积电10nm与英特尔14nm达到同一水平，2019年7nm 工艺水平超越英特尔。5G、IoT、高性能计算、汽车电子多领域引领：、高性能计算、汽车电子多领域引领：不断突破7nm、5nm等技术节点，技术全球领军，计划在2022年 底前3nm投入量产。重要客户延展，英伟达、AMD（高性能计算芯片）成为引领新助力。-100%-50%0P00 0%000%0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 FY 1991 FY 1992 FY 1993 FY 1994 FY 1995 FY 1996 FY 1997 FY 1998 FY 1999 FY 2000 FY 2001 FY 2002 FY 2003 FY 2004 FY 2005 FY 2006 FY 2007 FY 2008 FY 2009 FY 2010 FY 2011 FY 2012 FY 2013 FY 2014 FY 2015 FY 2016 FY 2017 FY 2018 FY 2019 FY 2020 E FY 2021 E 收入（亿美金）净利润（亿美金）收入增长(同比)净利润增长(同比)初创期：19871998PC时代：19992009智能手机崛起：20102020 资料来源：Bloomberg，各公司公告及官网，中信证券研究部 2323 发展历程（中芯国际）：追赶发展历程（中芯国际）：追赶-追求盈利追求盈利-再度追赶再度追赶 初创期：初创期：万马奔腾阶段，技术差距不明显，台积电创始人张忠谋曾一路做到德州仪器的三号人物，张汝 京也曾是德州仪器员工，世大半导体初始的团队就有部分来自德州仪器，中芯国际早期团队主要来自世 大和台积电。中芯国际与台积电诉讼拖累技术迭代进步。治理结构形成国资背景董事长 技术专家CEO的 格局。动荡保盈利：动荡保盈利：2011年中芯国际董事长江上舟（原上海市政府副秘书长）去世，公司管理层出现动荡，CEO王宁国换届时被大唐否决（王宁国为原华虹集团CEO，中国台湾成长，曾长期任职于美国应材）；2011年前电子工业部副部长张文义出任中芯国际董事长，邱慈云（前台积电员工，跟随张汝京创业中芯 国际，前华虹NEC的CEO）接任CEO，中芯国际开始扭亏为盈，但期间先进工艺节点差距有所拉大。再追赶期：再追赶期：2015年原工信部总经济师周子学担任董事长，2017年赵海军接任CEO。2017年10月，引入 梁孟松，梁孟松与赵海军担任联席CEO，技术上开始加速追赶。-2,000 0 2,000 4,000 200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018 营业收入（百万美元）净利润（百万美元）历任CEO：张汝京 王宁国 邱慈云 赵海军 梁孟松 历任董事长：张汝京王阳元江上舟 张文义周子学 N 1(8nm)资料来源：Bloomberg，各公司公告及官网，中信证券研究部 2424 大客户（台积电）：核心客户稳定并不断延展大客户（台积电）：核心客户稳定并不断延展 大客户不断延展，头部核心客户稳定：大客户不断延展，头部核心客户稳定：PC时代公司早期大客户包括英伟达（GPU）、高通（通信芯片）、飞利浦等；2010年后随之智能手机崛起，客户更加多样，联发科进入大客 户行列，2015年后，苹果跻身大客户名单，并且从2016年开始连续多年成为台积电最大客 户，华为海思自2015年开始占比不断提升，2018、2019年为台积电第二大客户。201520102016201720182019 PC时代时代 19992009 资料来源：Bloomberg，各公司公告及官网，中信证券研究部注：仅基于公开资料，为不完全统计 2525 大客户（台积电）：核心客户带动十年市占率稳固攀升大客户（台积电）：核心客户带动十年市占率稳固攀升 过去十年台积电份额稳固过去十年台积电份额稳固40%以上，并逐步提升。台积电份额波动源于三星和格芯阶段崛以上，并逐步提升。台积电份额波动源于三星和格芯阶段崛 起

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识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1 1/1616 Table_Page 行业专题研究|化学制品 2020 年 2 月 14 日 证券研究报告 本报告联系人：何雄 021-60750613 化工行业新材料系列报告五化工行业新材料系列报告五 刻蚀用单晶硅是晶圆制造的核心耗材之一刻蚀用单晶硅是晶圆制造的核心耗材之一 分析师：分析师：郭敏 分析师：分析师：吴鑫然 分析师：分析师：许兴军 SAC 执证号：S0260514070001 SFC CE.no:BPB539 SAC 执证号：S0260519070004 SAC 执证号：S0260514050002 021-60750613 0755-88286915 021-60750532 请注意，吴鑫然,许兴军并非香港证券及期货事务监察委员会的注册持牌人，不可在香港从事受监管活动。核心观点核心观点：半导体级刻蚀用单晶硅材料简介半导体级刻蚀用单晶硅材料简介。半导体级单晶硅材料是集成电路产业链中重要的基础材料，按照其应用领域 划分，主要可分为芯片用单晶硅材料和刻蚀用单晶硅材料。芯片制造工艺繁多复杂，其中薄膜沉积、光刻、刻 蚀是芯片制造三个主要工艺环节，刻蚀用单晶硅材料主要应用于加工制成刻蚀用单晶硅部件，刻蚀用单晶硅部 件是晶圆制造刻蚀环节所需的核心耗材。半导体单晶硅材料行业情况半导体单晶硅材料行业情况。半导体材料行业作为半导体产业的直接上游，是半导体行业技术进步的基石。半 导体材料主要应用于晶圆制造与封装，根据 SEMI 统计，2018 年全球半导体材料销售额达 519 亿美元，其 中半导体制造材料市场规模 322 亿美元，封装材料市场规模 197 亿美元。半导体硅材料产业规模占半导体制 造材料规模的 30%以上，是半导体制造中最为重要的原材料。神工股份：神工股份：全球全球刻蚀用刻蚀用单晶硅材料供应单晶硅材料供应优势企业。优势企业。公司主要从事半导体级单晶硅材料的研发、生产和销售，单 晶硅材料是晶圆制造刻蚀环节必须的核心耗材。公司目前已成功进入国际先进半导体材料产业链体系，根据公 司招股说明书披露，2018 年公司在全球刻蚀用单晶硅材料市场占有率达到 13%-15%，是业界领先的集成电路 刻蚀用单晶硅材料供应商。公司经过多年的技术积累，突破并优化了多项关键技术，构建了较高的技术壁垒。目前公司所拥有的无磁场大直径单晶硅制造技术、固液共存界面控制技术、热场尺寸优化工艺等技术已处于国 际先进水平。根据公司招股说明书披露，财务财务数据方面：数据方面：公司营业收入从 2016 年 4,420 万元增长到 2018 年 2.83 亿元，年 复合增长率达到 152.83%；归母净利润从 2016 年 1,070 万元增长至 2018 年 1.07 亿元，年复合增长率高达 215.64%，公司业绩实现较快增长。盈利能力方面盈利能力方面：2016 年公司销售毛利率为 43.73%，并呈现逐年增长趋势，2019 年上半年毛利率达到 67.24%，毛利率维持高位水平。建设建设半导体级硅单晶抛光片半导体级硅单晶抛光片。神工股份拟建设 8 英寸半导体级硅单晶抛光片生产线，根据公司招股说明书披露，抛光片募投项目建设完成并顺利达产后，公司将具备年产 180 万片 8 英寸半导体级硅单晶抛光片以及 36 万片 半导体级硅单晶陪片的产能规模。国内抛光片市场发展空间广阔，根据国家统计局数据，预计未来几年行业增 长速度还将保持 7%以上的增长速度，到 2022 年我国硅抛光片行业市场规模将达到 133.44 亿元。风险提示风险提示：半导体材料行业发展低于预期；技术迭代风险；贸易摩擦及政策波动风险。相关研究相关研究：化工行业新材料系列报告四:掩膜版为电子元器件的关键材料之一 2020-02-02 化学制品行业:天奈科技：国内碳纳米管龙头供应商 2019-08-20 化学制品行业:PCB 需求持续放量，国内油墨行业迎契机 2019-07-30 识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2 2/1616 Table_PageText 行业专题研究|化学制品 重点公司估值和财务分析表重点公司估值和财务分析表 股票简称股票简称 股票代码股票代码 货币货币 最新最新 最近最近 评级评级 合理价值合理价值 EPS(元元)PE(x)EV/EBITDA(x)ROE(%)收盘价收盘价 报告日期报告日期（元（元/股）股）2019E 2020E 2019E 2020E 2019E 2020E 2019E 2020E 雅克科技 002409.SZ CNY 35.85 2020/2/6 买入 39.05 0.55 0.71 65.3 50.8 42.5 33.1 5.7 6.9 广信股份 603599.SH CNY 15.12 2020/2/6 买入 19.44 1.27 1.62 11.9 9.3 7.2 5.0 11.2 12.6 三友化工 600409.SH CNY 6.29 2020/1/19 买入 7.35 0.35 0.47 18.1 13.4 7.2 6.0 6.1 7.6 桐昆股份 601233.SH CNY 13.80 2020/1/16 买入 20.46 1.57 1.88 8.8 7.3 5.9 5.5 15.3 15.7 万润股份 002643.SZ CNY 15.10 2020/1/16 买入 18.48 0.58 0.66 26.2 22.8 19.9 17.2 10.6 10.9 广信材料 300537.SZ CNY 17.23 2020/1/13 买入 24.48 0.53 0.76 32.3 22.8 15.2 11.8 7.5 9.6 鲁西化工 000830.SZ CNY 9.46 2020/1/13 买入 13.90 0.99 1.50 9.6 6.3 4.4 2.6 11.9 15.3 卫星石化 002648.SZ CNY 16.44 2020/1/11 买入 21.14 1.21 1.51 13.6 10.9 8.4 9.1 13.9 15.0 苏博特 603916.SH CNY 16.45 2020/1/7 买入 20.41 1.10 1.36 14.9 12.1 9.9 8.4 14.1 14.8 万华化学 600309.SH CNY 50.22 2019/9/9 买入 59.10 3.94 4.93 12.7 10.2 8.8 6.9 23.7 25.2 利民股份 002734.SZ CNY 13.94 2019/9/3 买入 19.20 1.42 1.81 9.8 7.7 11.1 7.8 18.1 18.8 百合花 603823.SH CNY 22.84 2019/8/28 增持 25.62 1.11 1.40 20.5 16.3 12.7 9.8 15.0 15.9 数据来源：Wind、广发证券发展研究中心 备注：表中估值指标按照最新收盘价计算 识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 3 3/1616 Table_PageText 行业专题研究|化学制品 目录索引目录索引 一、半导体级刻蚀用单晶硅材料简介.5 二、半导体级单晶硅材料行业情况.6 （一）半导体材料：半导体产业的发展基石.6 （二）半导体硅材料：半导体制造中的核心原材料之一，技术壁垒高.6 （三）刻蚀用单晶硅材料.8 三、神工股份：全球刻蚀用单晶硅材料供应优势企业.9 （一）专注单晶硅材料领域，产品质量优异.9 （二）业绩稳定增长，盈利持续攀升.12 （三）半导体级硅单晶抛光片项目前景可期.13 四、风险提示.14 识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 4 4/1616 Table_PageText 行业专题研究|化学制品 图表索引图表索引 图 1：半导体级单晶硅材料下游应用.5 图 2：半导体晶圆制造材料与封装材料市场规模（十亿美元）及增速.6 图 3：2018 年半导体制造材料市场构成.7 图 4：刻蚀用单晶硅行业及上下游行业.8 图 5：刻蚀用单晶硅材料产业链.8 图 6：刻蚀工艺.9 图 7：神工股份发展历程.10 图 8：神工股份股权结构.11 图 9：神工股份 2016-2019Q3 主营收入及增速.12 图 10：神工股份 2016-2019Q3 归母净利润及增速.12 图 11：神工股份 2016-2019H1 销售净利率、毛利率.13 图 12：2016-2019H1 神工股份费用率与行业平均值.13 图 13：神工股份产品营收分布.13 图 14：神工股份产品销往目的地分布.13 图 15：我国抛光片市场规模及预测.14 表 1：刻蚀用单晶硅材料与芯片用单晶硅材料对比.5 表 2：神工股份主要产品核心参数.10 表 3：刻蚀用单晶硅材料行业主要市场参与者.11 表 4：神工股份全资子公司主营业务.12 表 5：神工股份募投项目情况.14 识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 5 5/1616 Table_PageText 行业专题研究|化学制品 一、一、半导体级刻蚀用单晶硅材料简介半导体级刻蚀用单晶硅材料简介 半导体级单晶硅材料是集成电路产业链中重要的基础材料，按照其应用领域划 分，主要可分为芯片用单晶硅材料和刻蚀用单晶硅材料。芯片制造工艺繁多复杂，其中薄膜沉积、光刻、刻蚀是芯片制造三个主要工艺环节，刻蚀用单晶硅材料主要 应用于加工制成刻蚀用单晶硅部件，刻蚀用单晶硅部件是晶圆制造刻蚀环节所需的 核心耗材。表表1：刻蚀用单晶硅材料与芯片用单晶硅材料对比刻蚀用单晶硅材料与芯片用单晶硅材料对比 类型类型 微缺陷率微缺陷率 尺寸尺寸 应用领域应用领域 刻蚀用 单晶硅材料 微缺陷率参数对后续工艺的重要 性水 平相对较低，相关指标达到一 定标准 后即可满足后续先进工艺要求 晶体直径大于特定尺寸芯片用单晶硅片，目前主流晶体尺寸覆盖 13-19 英寸以适用 不同型号刻蚀 设备，全球范围内已实现商 用的 最大尺寸可达 19 英寸 刻蚀设备硅部件等 芯片用 单晶硅材料 对微缺陷率参数要求严格，需控制 材 料内部微缺陷率保持低水平甚 至接近 零方能满足后续工艺要求；芯片用单 晶硅材料微缺陷率低于 刻蚀用单晶硅 材料 目前芯片用单晶硅材料主流尺寸为 6 英 寸、8 英寸和 12 英寸 晶圆制造所需硅片 数据来源：神工股份招股说明书，发证券发展研究中心 图图1：半导体级半导体级单晶硅材料下游应用单晶硅材料下游应用 数据来源：神工股份招股说明书，广发证券发展研究中心 识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 6 6/1616 Table_PageText 行业专题研究|化学制品 二、二、半导体级单晶硅材料半导体级单晶硅材料行业情况行业情况 （一）（一）半导体材料：半导体产业的发展基石半导体材料：半导体产业的发展基石 2016年度至2018年度，全球半导体行业处于行业周期上行阶段，行业景气度较 高，带动半导体材料特别是硅材料市场需求增长。2019年以来，终端市场需求有所 放缓，导致半导体材料行业市场规模增速放缓或有所缩减，但长期来看，全球半导体 行业仍处于螺旋式上升的发展趋势。从全球竞争格局来看，全球半导体材料产业依然 由日本、美国、韩国、中国台湾、德国等国家和地区占据绝对主导地位。随着国内经 济的不断发展以及国家对半导体行业的大力支持，我国集成电路产业快速发展，虽然 国产半导体材料企业和全球行业优势企业相比仍然存有差距，但整体产业规模和技 术水平都得到显著提升。半导体材料行业作为半导体产业的直接上游，是半导体行业技术进步的基石半导体材料行业作为半导体产业的直接上游，是半导体行业技术进步的基石。半导体材料主要应用于晶圆制造与封装，根据 SEMI 统计，2018年全球半导体材料 销售额达519亿美元，其中半导体制造材料市场规模322亿美元，封装材料市场规模 197亿美元。（二）（二）半导体硅材料半导体硅材料：半导体制造中的核心半导体制造中的核心原材料原材料之一之一，技术壁垒高，技术壁垒高 半导体硅材料产业规模占半导体制造材料规模的半导体硅材料产业规模占半导体制造材料规模的30%以上，是半导体制造中最以上，是半导体制造中最 为重要的原材料。为重要的原材料。硅材料具有单方向导电特性、热敏特性、光电特性以及掺杂特性等 优良性能，可以生长为大尺寸高纯度单晶体，且价格适中，故而成为全球应用广泛的 重要集成电路基础材料。图图2：半导体半导体晶圆制造材料与封装材料市场规模（十亿美元）及增速晶圆制造材料与封装材料市场规模（十亿美元）及增速 数据来源：WIND，SEMI，广发证券发展研究中心 -5%0%5 %0 5 10 15 20 25 30 35 20142015201620172018 晶圆制造材料封装材料 晶圆制造材料增速（%）封装材料增速（%）识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 7 7/1616 Table_PageText 行业专题研究|化学制品 半半导体硅材料主要为单晶硅材料，按照应用场景划分，半导体硅材料可以分为导体硅材料主要为单晶硅材料，按照应用场景划分，半导体硅材料可以分为 芯片用单晶硅材料和刻蚀用单晶硅材料芯片用单晶硅材料和刻蚀用单晶硅材料。其中芯片用单晶硅材料是制造半导体器件 的基础原材料，芯片用单晶硅材料经过一系列晶圆制造工艺形成极微小的电路结构，再经切割、封装、测试等环节成为芯片，并广泛应用于集成电路下游市场。刻蚀用单 晶硅材料加工制成刻蚀用单晶硅部件，后者是晶圆制造刻蚀环节需的核心耗材，目前 公司主要产品为刻蚀用单晶硅材料。半导体级单晶硅材料行业技术壁垒较高，半导体级单晶硅材料行业技术壁垒较高，具有较高的垄断性和市场集中度。从全 球范围来看，日本是全球最大的半导体级单晶硅材料生产国，其半导体级单晶硅材料 行业保持领先优势，此外韩国、美国及中国台湾也占据一定比例的市场份额。随着半 导体集成电路产业在全球范围大规模转移，中国半导体级单晶硅材料行业亦发展迅 速。图图3：2018年年半导体半导体制造材料市场构成制造材料市场构成 数据来源：SEMI，广发证券发展研究中心 33%7%7%6%4%3%硅片 电子特种气体 掩膜版 CMP用化学用品 光刻胶配套试剂 光刻胶 湿法工艺化学品 靶材 其他 识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 8 8/1616 Table_PageText 行业专题研究|化学制品 （三）（三）刻蚀用单晶硅材料刻蚀用单晶硅材料 刻蚀用单晶硅材料主要用于加工制成刻蚀设备上的硅电极，由于硅电极在硅片 氧化膜刻蚀等加工工艺过程会被逐渐腐蚀并变薄，当硅电极厚度减少到一定程度后，需替换新的硅电极，因此硅电极是晶圆制造刻蚀工艺的核心耗材。目前芯片制造工艺广泛采用干法刻蚀技术。刻蚀用单晶硅材料经下游客户加工 制成刻蚀用单晶硅部件，最终应用于集成电路刻蚀工艺。刻蚀是移除晶圆表面材料，使其达到集成电路设计要求的一种工艺过程。目前芯片制造工艺中广泛使用干法刻 图图4：刻蚀用单晶硅行业及上下游行业：刻蚀用单晶硅行业及上下游行业 数据来源：神工股份招股说明书，广发证券发展研究中心 图图5：刻蚀用单晶硅材料产业链刻蚀用单晶硅材料产业链 数据来源：神工股份招股说明书，广发证券发展研究中心 识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 9 9/1616 Table_PageText 行业专题研究|化学制品 蚀工艺。干法刻蚀利用显影后的光刻胶图形作为掩模，在衬底上腐蚀掉一定深度的薄 膜物质，随后得到与光刻胶图形相同的集成电路图形。三、三、神工股份：全球神工股份：全球刻蚀用刻蚀用单晶硅材料供应单晶硅材料供应优势企业优势企业 （一）（一）专注单晶硅材料领域，产品质量优异专注单晶硅材料领域，产品质量优异 锦州神工半导体股份有限公司成立于 2013 年，分别于2015年、2018年进行两 次增资。公司主要从事半导体级单晶硅材料的研发、生产和销售，单晶硅材料是晶圆 制造刻蚀环节必须的核心耗材。公司目前已成功进入国际先进半导体材料产业链体 系，根据神工股份招股说明书披露，2018年公司在全球刻蚀用单晶硅材料市场占有 率达到13%，是业界领先的集成电路刻蚀用单晶硅材料供应商。图图6：刻蚀工艺：刻蚀工艺 数据来源：神工股份招股说明书，广发证券发展研究中心 识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1010/1616 Table_PageText 行业专题研究|化学制品 产产品质量优异品质量优异，达到国际先进水平，达到国际先进水平。神工股份产品目前主要向集成电路刻蚀用硅 电极制造商销售，经机械加工制成集成电路刻蚀用硅电极，集成电路刻蚀用硅电极是 晶圆制造刻蚀环节所必需的核心耗材。根据公司招股说明书披露，公司采购的多晶硅 原材料纯度通常为8 9个9，公司生产并销售的集成电路刻蚀用单晶硅材料纯度为 1011个9。经过公司多年的技术探索和研发，产品质量已达到国际先进水平，已可 满足7nm 先进制程芯片制造刻蚀环节对硅材料的工艺要求。表表2：神工股份神工股份主要产品核心参数主要产品核心参数 参数名称参数名称 具体指标具体指标 晶体直径 8 英寸-19 英寸 纯度 10 到 11 个 9 电阻率 低阻（例：0.02 ohmcm）中阻（例：1-4 ohmcm）高阻（例：70-80 ohmcm）等 导电类型 P 型（Boron-Doped）晶向（100），（111）氧含量 30ppma（New ASTM 标准）碳含量 1ppma（ASTM 标准）数据来源：神工股份招股说明书，广发证券发展研究中心 掌握刻蚀工序核心材料掌握刻蚀工序核心材料，示范半导体材料国产替代。示范半导体材料国产替代。神工股份专注于单晶硅材料 的研发、生产和销售。经过多年的技术积累，公司突破并优化了多项关键技术，构建 了较高的技术壁垒，公司所拥有的无磁场大直径单晶硅制造技术、固液共存界面控制 图图7：神工股份发展历程神工股份发展历程 数据来源：神工股份官网，广发证券发展研究中心 识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1111/1616 Table_PageText 行业专题研究|化学制品 技术、热场尺寸优化工艺等技术已处于国际先进水平。下游客户优质下游客户优质且稳定。且稳定。神工股份主要客户为刻蚀电极细分领域的主要市场参与 者，刻蚀用单晶硅材料行业市场集中较高。公司主要客户包括三菱材料、SK化学、CoorsTek、Hana、Silfex 等国际知名刻蚀用硅电极制造企业。根据招股说明书披露，公司产品生产基于自有核心技术，销售模式主要为直销。表表3：刻蚀用单晶硅材料行业主要市场参与者刻蚀用单晶硅材料行业主要市场参与者 序号序号 名称名称 情况简介情况简介 1 三菱材料 三菱材料是硅电极的主要供应商之一，其在诸多材料细分市场处于 行业领先地位，是日本三菱集团的 核心成员单位 2 CoorsTek CoorsTek 是东电电子的代工协作工厂之一，主要面向日本及中国市 场提供东电电子刻蚀设备用硅电 极 3 SK 化学 SK 化学是硅电极的主要供应商之一，由于 SK 化学与 SK 海力士均 属于韩国 SK 集团持股公司，双方合作密切 4 Hana Hana 是东电电子的代工协作工厂之一，主要面向韩国市场提供东电 电子刻蚀设备用硅电极，主要目 标客户为三星集团和海力士 5 Silfex 泛林集团子公司 Silfex 主要为泛林集团刻蚀设备提供原配品硅电极 产品，是泛林集团刻蚀设备原配品 硅电极的主要供应商 6 6 WDX WDX 是硅电极主要供应商之一 7 有研半导体 有研半导体是主要从事硅材料的研究、开发、生产与经营，是刻蚀 用单晶硅材料的供应商之一 数据来源：神工股份招股说明书，发证券发展研究中心 截至招股说明书披露时，神工股份控股股东矽康及其一致行动人、更多亮、北京 创投基金分别持有公司 29.63%、30.84%、29.28%的股份；公司下属全资子公司有 中晶芯、福建精工、上海泓芯、日版神工、辽宁天工，分别完成公司半导体级硅材料 原材料采购、主营产品的研发、生产和销售等。图图8：神工股份股权结构神工股份股权结构 数据来源：神工股份招股说明书，广发证券发展研究中心 识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1212/1616 Table_PageText 行业专题研究|化学制品 表表4：神工股份全资子公司主营业务神工股份全资子公司主营业务 公司名称公司名称 注册资本注册资本 公司注册地公司注册地 主营业务主营业务 中晶芯 5,000 万元 北京 除投资福建精工外、未开展其他业务 福建精工 5,000 万元 福建泉州 半导体级硅材料的研发、生产、销售 日本神工 12,000 万日元 日本横滨 半导体级硅材料的销售，技术及原材料采购支持 上海泓芯 500 万元 上海 为公司提供销售支持 数据来源：神工股份招股说明书，发证券发展研究中心 （二）（二）业绩稳定增长，盈利持续攀升业绩稳定增长，盈利持续攀升 主营收入与净利润主营收入与净利润均实现较均实现较快增长快增长。神工股份营业收入从2016年4,420万元增长 到2018年2.83亿元，年复合增长率达到152.83%；归母净利润从2016年1,069.7万元 增长至2018年1.07亿元，年复合增长率高达215.64%，公司业绩实现较快增长。2019 年受国际贸易摩擦、智能手机、汽车等终端需求增长乏力以及5G普及未及预期等因 素导致半导体行业景气度整体下滑的影响，业绩增长势头有所减缓。公司2019年前 三季度实现营业收入1.66亿元，同比下滑13.97%；实现归母净利润0.75亿元，较去 年同期剔除股份支付影响后的净利润下降18.10%。图图9：神工股份神工股份2016-2019Q3主营收入及增速主营收入及增速 图图10：神工股份神工股份2016-2019Q3归母净利润及增速归母净利润及增速 数据来源：Wind，广发证券发展研究中心 数据来源：Wind，广发证券发展研究中心 毛利率、净利率处于高位，费用率低于同行业公司。毛利率、净利率处于高位，费用率低于同行业公司。2016年神工股份销售毛利 率为43.73%，并呈现逐年增长，2019 年上半年毛利率达到67.24%；同时净利率也 从2016年24.20%增长至2019H1 48.65%，维持高位增长。根据神工股份招股说明书，选取江丰电子、阿石创、江化微、强力新材以及菲利华为同行业可比公司，通过比较 2016-2019H1各公司产品费用率，数据表明公司整体费用率低于行业平均值，且处于 下降阶段，从2016年15.62%降至2019年H1 9.69%，而行业平均水平约保持在18%，主要系公司原材料、人工费用等的有效控制，使公司具有明显成本优势 0 00000 0%0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 主营收入（万元）同比（%，右轴）0P00 0%00050%0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 归母净利润（万元）同比（%，右轴）识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1313/1616 Table_PageText 行业专题研究|化学制品 图图11：神工股份神工股份2016-2019H1销售净利率、毛利率销售净利率、毛利率 图图12：2016-2019H1神工股份费用率与行业平均值神工股份费用率与行业平均值 数据来源：Wind，广发证券发展研究中心 数据来源：各公司年报，广发证券发展研究中心（注：平均 值为江丰电子、阿石创、江化微、强力新材以及菲利华的费 用率的简单算术平均值）神工股份产品为8英寸至19英寸高纯度集成电路刻蚀用单晶硅材料，其中14英寸 以上产品占比超过 90%。全球范围内主要刻蚀机生产厂商和刻蚀用单晶硅部件加工 制造厂商主要位于日本、韩国和美国，公司产品也主要出口日本、韩国和美国。2018 年公司出口日本、韩国以及美国的产品收入额分别占总额的 57.23%、40.30%以 及2.11%。图图13：神工股份神工股份产品营收分布产品营收分布 图图14：神工股份神工股份产品销往目的地分布产品销往目的地分布 数据来源：神工股份招股说明书，广发证券发展研究中心 数据来源：神工股份招股说明书，广发证券发展研究中心 （三）（三）半导体级硅单晶抛光片项目前景可期半导体级硅单晶抛光片项目前景可期 神工股份是国内领先的集成电路刻蚀用单晶硅材料供应商，根据现有生产能力 及未来战略规划，拟建设8英寸半导体级硅单晶抛光片生产线。根据招股说明书披露，抛光片募投项目建设完成并顺利达产后，公司将具备年产180万片8英寸半导体级硅 单晶抛光片以及36万片半导体级硅单晶陪片的产能规模。0 0Pp 16201720182019H1 销售净利润（%）销售毛利率（%）0%5 % 16201720182019H1 费用率（%）平均值 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 2016201720182019H1 14英寸以下14-15英寸15-16英寸16-19英寸 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 2016201720182019H1 日本韩国美国中国大陆中国台湾 识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1414/1616 Table_PageText 行业专题研究|化学制品 表表5：神工股份神工股份募投项目情况募投项目情况 序号序号 项目名称项目名称 总投资额总投资额 （万元）（万元）使用募集资金投入金额使用募集资金投入金额 （万元）（万元）1 8 英寸半导体级硅单晶抛 光片生产建设项目 86,923.41 86,923.41 2 研发中心建设项目 23,276.81 23,276.81 合计 110,200.22 110,200.22 数据来源：神工股份招股说明书，广发证券发展研究中心 硅硅单晶单晶抛光片未来市场规模增速稳定。抛光片未来市场规模增速稳定。硅抛光片是集成电路晶圆生产基础材料，相对于其他硅材料产业，硅抛光片生产需要更高的技术、涉笔、智力资源的集成度，产业更依赖高精度技术设备和前沿技术研发能力。单晶硅抛光片生产工艺流程主要 有一下几个过程：单晶生长切断外径滚磨平边或型槽处理切片倒角研 磨腐蚀抛光清洗包装。单晶硅棒是制造芯片的原材料，8英寸单晶硅抛光片是制作16MB64MB存储器 的主要材料。国内抛光片市场发展空间广阔，根据国家统计局数据，预计未来几年行 业增长速度还将保持7%以上的增长速度，到2022年我国硅抛光片行业市场规模将达 到133.44亿元。目前神工股份已实现利用无磁场晶体生长设备生产单晶硅材料并经下游客户加 工制成半导体级硅单晶抛光片（测控片），产品已通过国内晶圆生产厂商验证并批量 投入使用。抛光片募投项目实施成功后，公司将进入芯片用单晶硅片行业。四、四、风险提示风险提示 半导体材料行业发展低于预期；技术迭代风险；贸易摩擦及政策波动风险。图图15：我国抛光片市场规模及预测我国抛光片市场规模及预测 数据来源：国家统计局，广发证券发展研究中心 0%2%4%6%8%0 20 40 60 80 100 120 140 160 2016201720182019E2020E2021E2022E 市场规模（亿元）同比（%，右轴）识别风险，发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1515/1616 Table_PageText 行业专题研究|化学制品 广发广发基础化工基础化工行业研究小组行业研究小组 郭 敏：首席分析师，同济大学材料学硕士，7 年基础化工和新材料行业研究经验，2014 年进入广发证券发展研究中心，2019 年新财富能源开采行业第一名。吴 鑫 然：资深分析师，中山大学金融硕士，2017 年进入广发证券发展研究中心。何 雄：联系人，剑桥大学材料化学博士，2018 年进入广发证券发展研究中心。广发证券广发证券行业行业投资评级说明投资评级说明 买入：预期未来12 个月内，股价表现强于大盘 10%以上。持有：预期未来12 个月内，股价相对大盘的变动幅度介于-10% 10%。卖出：预期未来12 个月内，股价表现弱于大盘 10%以上。广发证券广发证券公司投资评级说明公司投资评级说明 买入：预期未来12 个月内，股价表现强于大盘 15%以上。增持：预期未来12 个月内，股价表现强于大盘 5%-15%。持有：预期未来12 个月内，股价相对大盘的变动幅度介于-5% 5%。卖出：预期未来12 个月内，股价表现弱于大盘 5%以上。

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证券研究报告|行业深度 2020 年 02 月 16 日 电子电子 制造业的桂冠，制造业的桂冠，制程追赶者的黎明制程追赶者的黎明晶圆代工系列（一）晶圆代工系列（一）中国大陆集成电路向“大设计中国大陆集成电路向“大设计-中制造中制造-中封测”转型，设计、制造将起航。中封测”转型，设计、制造将起航。根据 gartner 预测，2019 年全球晶圆代工市场约 627 亿美元，占全球半 导体市场约 15%。预计 20182023 年晶圆代工市场复合增速为 4.9%。2019 年中国大陆晶圆代工市场约 2149 亿元，中国大陆集成电路产业结 构将继续由“小设计-小制造-大封测”向“大设计-中制造-中封测”转型，产业结构更趋于合理。高资本壁垒和技术壁垒，行业十多年没有新的竞争者出现且越来越多现有高资本壁垒和技术壁垒，行业十多年没有新的竞争者出现且越来越多现有 玩家放弃先进制程追赶。玩家放弃先进制程追赶。IMEC（比利时微电子研究中心）、ASML 等机构 为半导体产业规划的蓝图里摩尔定律持续演进，并没有失效。庞大的资金 投入使得中小行业玩家望而却步，复杂越来越高的工艺和技术成为行业固 有护城河，并且随着“摩尔定律”推进，每一个制程节点都举步维艰，拥 有高端制程能力的公司屈指可数。半导体需求三驾马车拉动，国产替代趋势进一步强化。半导体需求三驾马车拉动，国产替代趋势进一步强化。创新趋势不变：创新趋势不变：创 新是决定电子行业的估值与持续成长的核心逻辑，本轮创新由 5G 驱动的 数据中心、手机、通讯等历史上第一次共振。中期供需仍紧张：中期供需仍紧张：全球半导 体投资关注中期供需的核心变量需求与资本开支，疫情会有一定扰动 短期需求，但中期三大需求不受本质影响，而全球资本开支截止 2019Q3 末还没有全面启动。国产替代历史性机遇开启国产替代历史性机遇开启：2019 年正式从主题概念 到业绩兑现，2020 年有望继续加速。国产替代需求，推进国内晶圆代工-封测产业链发展。中芯国际中芯国际 14nm 超预期，制程追赶者走向黎明。超预期，制程追赶者走向黎明。19Q4，中芯国际 14nm 开始贡献营收，N 1 新平台有客户导入。在所有晶圆代工企业里，中芯国 际研发费用率远高于友商，达到 19.7%，先进制程的进展证明研发投入转 换率加快提高。19Q4，中芯国际宣布新一轮资本开支，核心投入于先进制 程产能。制程升级到制程升级到 10/7nm 以后，资本比例和技术壁垒使得行业属性发生变化，以后，资本比例和技术壁垒使得行业属性发生变化，技术先进性的重要性大大提升技术先进性的重要性大大提升，在这背景下中芯国际有望缩小与龙头的差，在这背景下中芯国际有望缩小与龙头的差 距距。中芯国际作为第一梯队外先进制程唯一的追赶者，同时也是大陆先进 制程追赶的重要平台。梁孟松加入以来，中芯国际开始加大技术投入和追 赶，14nm 的量产和营收贡献都是标志性事件，更先进的技术制程如 N 1、N 2 也会快加推进。我们认为，14nm 的突破只是开始，未来更先进制程 上有望大幅缩小与台积电的代际差异。重点推荐重点推荐中芯国际、华虹半导体。中芯国际、华虹半导体。风险提示风险提示：下游需求不及预期，制程追赶进度不及预期，供应链风险。增持增持（维持维持）行业行业走势走势 作者作者 分析师分析师 郑震湘郑震湘 执业证书编号：S0680518120002 邮箱：分析师分析师 佘凌星佘凌星 执业证书编号：S0680520010001 邮箱：研究助理研究助理 陈永亮陈永亮 邮箱：相关研究相关研究 1、电子：服务器-短期受益远程办公需求暴增，中长 期持续受益 5G 发展2020-02-09 2、电子：电子产业三大关键点2020-02-05 3、电子：封测：景气上行期，重资产行业的价值弹性 2020-01-31 -16%02Hd 19-022019-062019-102020-02 电子沪深300 2020 年 02 月 16 日 内容目录内容目录 市场空间：先进制程比重不断提升.5 晶圆代工市场保持增长，先进制程占比在提升.5 半导体硅含量持续提升，12 寸硅晶圆保持快速增长.9 摩尔定律：先进制程成为晶圆制造的分水岭.11 摩尔定律没有失效，但资本壁垒迅速提升.11 晶圆制造行业技术复杂度不断提升.16 护城河加深，行业高壁垒、高集中、少进入者.18 半导体需求三驾马车共振，国产替代迎来机遇.22 数据中心：数据中心回暖，受益于 5G 持续发展.23 手机：5G 放量“前夜”，单机硅含量提升.27 通讯：5G 基站建设进入放量期.31 国产替代：历史性机遇开启，晶圆代工订单转移.33 行业近况：景气上行，新一轮资本开支启动.34 台积电：全球晶圆代工龙头厂商，增加资本开支推进先进制程.34 中芯国际：先进制程追赶加速，14nm 进展超预期.38 华虹半导体：8 寸晶圆高度景气.43 联电：产能利用率提升，资本开支增加.46 财报分析：战略选择与投资回报率，追赶者的黎明.48 风险提示.53 图表目录图表目录 图表 1：晶圆代工市场占半导体市场约 15%.5 图表 2：晶圆代工创造半导体行业分工模式.5 图表 3：IC 设计厂与 IDM 的半导体业务收入（十亿美元）.6 图表 4：全球晶圆代工行业收入（亿美元）.6 图表 5：全球晶圆代工行业产能（等价 8 寸片；千片）.7 图表 6：2019 年全球晶圆代工行业收入分布.7 图表 7：2019 年全球晶圆代工行业产能分布.7 图表 8：先进制程占比不断提高.8 图表 9：全球晶圆代工区域占比（20192023 年为预测数据）.8 图表 10：中国大陆集成电路市场规模（亿元）.9 图表 11：中国大陆集成电路市场结构（亿元）.9 图表 12：半导体市场规模.9 图表 13：全球硅片需求预测.10 图表 14：全球 12 寸硅片供需预测（千片/月）.10 图表 15：全球 12 寸硅片需求侧拆分（千片/月）.11 图表 16：制程升级放缓.11 图表 17：IMEC 半导体技术蓝图已经规划到 1nm.12 图表 18：过去十年半导体性能提升速度.12 图表 19：未来十年半导体性能提升速度.13 图表 20：250mm Die Siz 的成本倍数迅速提升.13 图表 21：CPU/GPU 芯片 Die Size 呈现上升趋势.13 图表 22：苹果手机处理器制程及尺寸.14 2020 年 02 月 16 日 图表 23：2019 年单片晶圆价格预估（等价 8 寸片计价，美元）.14 图表 24：设计成本：先进 IC 设计成本快速增加.14 图表 25：投资金额：100K 产能对应投资额要求（亿美元）.15 图表 26：工艺成本：7nm 之后单位芯片工艺成本每代增加 30%.15 图表 27：台积电不同制程对应应用（2019-06）.15 图表 28：新产品从成熟制程往先进制程迁移.15 图表 29：7nm 及以下先进制程应用：智能手机、HPC、AIoT.16 图表 30：ASML 预测半导体制程升级规划.16 图表 31：先进制程设备端布局.17 图表 32：晶体管结构变化.17 图表 33：下一代晶体管结构.17 图表 34：台积电先进封装技术一览.18 图表 35：台积电布局 3D integration 封装技术.18 图表 36：三星布局先进封装技术.18 图表 37：台积电、三星、英特尔均是堆叠封装技术的主要参与者.18 图表 38：晶圆厂制程升级规划.19 图表 39：晶圆代工行业前十名收入（百万美元）.19 图表 40：先进制程产能分布.20 图表 41：不同制程节点晶体管密度（标准化工艺节点以 intel 10nm 为参考节点）.20 图表 42：台积电制程升级路径.21 图表 43：台积电历代制程 PPA（power、performance、Are reduction）环比提升幅度.21 图表 44：19872019 英特尔制程升级路径（纵坐标为 nm 数）.21 图表 45：英特尔未来制程升级规划.21 图表 46：英特尔服务 CPU 产品路线.22 图表 47：三星电子晶圆代工制程发展路径.22 图表 48：全球服务器年出货量统计.23 图表 49：IDC 服务器装机量增长趋势（千台）.24 图表 50：云计算资本开支金额（百万 USD）.24 图表 51：全球服务器自 2019 年后的出货量预测（万台）.24 图表 52：中国 X86 服务器出货量及预测.25 图表 53：中国 X86 服务器市场规模.25 图表 54：数据中心的新 SSD 储存需求（ZB/年）.25 图表 55：数据中心对 300mm 硅片的需求（千片每月）.25 图表 56：不同类型服务器出货量预测（万台）.26 图表 57：服务器合计出货量预测（万台）.26 图表 58：全球服务器用 DRAM、CPU、GPU 测算.26 图表 59：全球智能手机出货量（百万台）.27 图表 60：全球智能手机按品牌出货量（百万台）.28 图表 61：5G 芯片备货量（百万颗）.28 图表 62：移动通讯技术的变革路线图.29 图表 63：全球射频前端市场规模预测（亿美元）.29 图表 64：全球手机摄像头模组消费量（亿颗）.30 图表 65：国内手机摄像头模组产量（亿颗）.30 图表 66：6P 镜头渗透率.30 图表 67：中国手机厂商像素升级过程.30 图表 68：5G 手机规格升级.31 2020 年 02 月 16 日 图表 69：5G 手机升级带来硅含量提升.31 图表 70：宏基站年建设数量预测.31 图表 71：4G 与 5G 基站区别对比.32 图表 72：国内四大运营商 5G 商用推动情况.32 图表 73：国产替代空间测算.33 图表 74：华为替代链示意图.34 图表 75：4Q19综合损益表.35 图表 76：台积电营收及增长率.35 图表 77：台积电净利润及增长率.36 图表 78：台积电资本性支出（亿美元）.

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2020年07月08日 论晶圆代巟格局及中芯国际对国产设备、材料的空间提升【证券研究报告】兴证电子 分析师 谢恒S0190519060001 联系人 李双亮 2 主要结论“Fabless 代巟厂”是非常重要的半导体产业链模式，近年来规模丌断成长，其产值在全球半导体的占比丌断提升，当前已 经达到30%巠史，从而带劢晶圆代巟厂的市场规模快速提升，2019年已经达到550亿美金巠史，预计未来还将快速成长；“得先迚巟艺者得天下”，台积电凭借其卓赹的先迚巟艺代巟能力，一家独大，市场占比近60%；中芯国际作为国内的晶圆代巟厂龙头公司，“成熟巟艺 先迚巟艺”兼具，当前14nm已经小规模量产，我们讣为公司随着资 金、人才、技术的逐步到位，凭借“摩尔定律放缓” “追赶者学习曲线缩短”的优势，有望逐渐缩小不台积电的差距，从而 在先迚巟艺的市场抢占更大的份额；中芯国际在国内半导体产业链扮演非常重要的角色，我们讣为随着中芯国际的丌断壮大，有望加速上游半导体设备和材料供 应链的国产化迚程，建议关注：晶圆代巟龙头：中芯国际；半导体设备厂商：北方华创、zwgs、盛美半导体、至纯科技、精测电子、万业企业、芯源微、Mattson、华海清科、沈阳拓 荆、上海微电子装备等；半导体材料厂商：安集科技、沪硅产业、华特气体、金宏气体、江丰电子、上海新阳、中环股份、南大光电、鼎龙股份、晶 瑞股份等；风险提示：中芯国际研发迚展丌及预期，设备材料厂商新产品研发迚度低于预期；pOpQsMwOqQpQmMrOrPqOoN7NaO6MtRnNoMoOeRqQoRlOoOxO8OqQzQwMtRpPxNrRvM 3 晶圆代巟厂技术演迚及及目前市场格局 国内晶圆代巟厂龙头 中芯国际 中芯国际带给国内半导体设备厂商的机会 中芯国际带给国内半导体材料厂商的机会 目录 4 晶圆代巟厂技术演迚及及目前市场格局 国内晶圆代巟厂龙头 中芯国际 中芯国际带给国内半导体设备厂商的机会 中芯国际带给国内半导体材料厂商的机会 目录 5 晶圆代巟厂在半导体产业链演迚过程中应运而生 数据来源：各公司官网、兴业证券经济不金融研究院整理 6 半导体产业链模式：Fabless模式&IDM模式 海外：英特尔、三星、德州仪器、美光 设备材料 海外：应用材料 东京电子 泛林半导体 爱德万 中国大陆：中微公司 北方华创 上海微电子 长川科技 海外：胜高 信越 住友化学 卡伯特 中国大陆：上海硅产业 中环股仹 江丰电子 安集科技 设计 制造 封测 中国大陆：长江存储、合肥长鑫 IP核EDA 海外：ARM Imagination Synopsys 中国大陆：海外：Cadence Mentor Synopsys 中国大陆：华大九天 IDM模式 设计制造封测 Fabless模式 中国大陆：海思 紫光国微 圣邦 卐胜微 海外：台积电 联电 格罗方德 三星 中国大陆：中芯国际 华虹半导体 华力微 积塔半导体 海外：日月光 矽品 安靠 中国大陆：长电科技 华天科技 通富微电 海外：高通 博通 赛灵思 亚德诺 数据来源：各公司官网、兴业证券经济不金融研究院整理 7 Fabless Vs IDM IDM模式Fabless模式 优势 有效整合资源，效率最大化 有较强的技术壁垒，与利泄露风险较低 芯片制造产能可控，适合较为成熟的企业做大规 模 各环节可以优势互补，代巟厂在先迚巟艺的军备竞赛中 有望持续领先 轻资产，利于规模小的公司迚入 投资回报周期短 劣势 资金、技术、人才需求量大，在先迚巟艺的军备 竞赛中有掉队的风险 每个环节丌能出现短板 迚入门槛高，丌适合规模较小的公司 制造产能有丌可控的风险，丌适合较为成熟的企业做大 规模 设计不制造等环节间有与利泄露的风险 主要应用领域 资金力量雄厚并成规模效应的逡辑、存储、模拟、射频、功率、CIS等龙头公司 追求先迚巟艺的逡辑芯片厂商以及无法承担巨大资本开支 的中小规模体量的模拟、存储、射频、功率、CIS厂商 代表性企业 Intel、三星、德州仪器、Skyworks、英飞凌、Sony 高通、海思、AMD、Nvidia、Xilinx 模式切换案例 AMD 2009年卖掉了晶圆厂业务（格罗方德），成为一家Fabless，近期不代巟厂台积电合作，其产品性能赶赸 Intel。数据来源：知乎、兴业证券经济不金融研究院整理 8 Fabless 模式占比逐渐提升至30%巠史-60%-40%-20%0 00200220042006200820102012201420162018 fabless 公司IC产品销售额变化率IDM 公司IC产品销售额变化率 0 0%0 100 200 300 400 500 19992001200320052007200920112013201520172019 fabless IC产品销售额(十亿美元)IDM IC产品销售额(十亿美元)Fabless占比 Fabless模式的IC市场占比逐渐提升，近几年逐步稳定在30%巠史；Fabless相较亍 IDM的成长性更加持续，在过去的20年中，fabless模式有16年的成长性更优；Fabless模式占比逐渐提升Fabless模式持续成长 数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理 数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理 9 全球代巟需求快速增长，中国地区占比逐渐提升 0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 全球市场空间（百万美金）全球市场空间（百万美金）52%6&%0 0Pp 04 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 北美欧洲中国其他 全球代巟厂市场快速成长，近十年CAGR赸过 10%；中国代巟巟厂的市场提升速度更快，在全球的代巟市场中占比丌断提升，2019年占比达到16%，预计未来会迚一步 提升至20%以上；全球代巟市场快速成长中国代巟市场占比快速提升 数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理 10 全球代巟厂格局-台积电一家独大 数据来源：IC insight、兴业证券经济不金融研究院整理 纯代巟厂所属地区2019年收入（百万美金）2019年市场占比（%）TSMC（台积电）中国台湾3132358.6%Globalfoundaries（格罗方德）美国589011.0%UMC（联电）中国台湾48269.0%SMIC（中芯国际）中国大陆28955.4%Huahong Group（华虹集团，含华力）中国大陆16303.0%Towerjazz（高塔半导体）以色列12342.3%Powerchip（力晶半导体）中国台湾11672.2%Vanguard（世界先进）中国台湾9161.7 HiTek（东部高科）韩国6631.2%SK Hynix System IC（海力士集成）韩国5411.0 全球代巟市场下游细分 存储 2%微元件 9%逻辑 72%模拟 9%分立器件 4%其他 4%计算 10%无线 47%有线 2%消费 19%汽车 7%工业 15%晶圆代巟市场按照芯片种类分类晶圆代巟市场按照应用领域分类 按照代巟的芯片种类来分，逡辑芯片 代巟市场最大，占比赸过 70%；按照代巟芯片的下游应用领域来分，无线、消费、巟业、计算、汽车领域占比分别微47%、19%、15%、10%、7%；数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理 12 全球代巟市场丌同巟艺节点收入拆分 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 不同工艺节点收入拆分（百万美金）不同工艺节点收入拆分（百万美金）7nm 10nm 16/14/12nm 20nm 32/28nm 45/40nm 65/55nm 90nm 0.13/0.11um 0.15um 0.18um 0.25um 0.35um 0.5um 0.5um 3%0.35um 3%0.25um 2%0.18um 13%0.15um 1%0.13/0.11um 6nm 4e/55nm 11E/40nm 122/28nm 12 nm 1/14/12nm 15nm 1%7nm 16%一般将丌同巟艺节点分为 传统巟艺、成熟巟艺、先迚巟艺，其中传统巟艺主要包括 0.5um、0.35um、0.25um、0.18um、0.13um，成熟巟艺主要包括 90nm、65/55nm、45/40nm，先进巟艺主要包括 32/28nm、16/14nm、10nm、7nm等；其中收入占比较大的节点有传统巟艺的 0.18um、成熟巟艺的 65/55nm、45/40nm以及先迚巟艺的 32/28nm、16/14nm 和7nm，这些节点的寿命都较长，称之为长节点；全球代巟市场丌同巟艺节点拆分 数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理 数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理 13 全球各巟艺节点收入占比在丌同区间持续时间 主力节点 占比下降到10%以下，衰退期 占比长期维持在10%以上，长节点 占比处亍持续上升期，成长期（0，10%)(10%,20%)（20%，30%)（20，30%)(10%,20%)（0，10%)0.5um315 0.35um711 0.25um2214 0.18um3511 0.15um1116 0.13/0.11um121248 90nm2239 65/55nm21327 45/40nm237 32/28nm11233 20nm24 16/14/12nm14 10nm21 7nm11 上升阶段下降阶段 全球各巟艺节点收入占比在丌同区间持续时长统计（年）巟艺节点 数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理 14 先迚巟艺不成熟巟艺同时丌可戒缺 运算速度更快，功耗更低，体积更小 可靠性更高，性价比更高 数据来源：TSMC官网、兴业证券经济不金融研究院整理 15 先迚巟艺需求 摩尔定律的推劢 每18-24个月：卑位体积的晶体管数量 增加一倍；算力提升一倍；价格下降一半；速度提升！体积缩小！功耗降低！先迚巟艺主要应用 领域 主要客户主要制程 智能手机AP苹果、华为、高通、联发科等 5nm、7nm、14nm 电脑/服务器CPUAMD等7nm、10nm、14nm 电脑/服务器GPUNvidia、AMD等7nm、10nm、14nm 基带芯片华为、高通等7nm、14nm AI加速器（挖矿机）比特大陆等7nm、14nm FPGAXilinx等5nm、7nm、14nm ASIC华为等7nm、14nm 数据来源：桃芯科技、兴业证券经济不金融研究院整理 16 先迚巟艺需求 摩尔定律的推劢 iphone历代处理器 A4A5A6A7A8A9A10 FusionA11 BionicA12 Bionic A13 Bionic 制程巟艺节点45nm45nm32nm28nm20nm16nm/14nm16nm10nm7nm7nm 主频（GHz）0.811.21.31.41.832.22.42.492.66 晶体管数量（亿个）110202833436985 性能提升（相较于上一代）25 % %功耗降低（相较于上一代）2553P%华为历代处理器 麒麟910麒麟920麒麟930麒麟950麒麟960麒麟970麒麟980麒麟990 5G 制程巟艺节点28nm28nm28nm16nm16nm10nm7nm7nm 主频（GHz）1.61.71.92.32.42.42.62.86 晶体管数量（亿个）20305569103 性能提升（相较于上一代）73u%功耗降低（相较于上一代）137%数据来源：苹果、华为、兴业证券经济不金融研究院整理 17 成熟巟艺需求 赸摩尔定律的推劢 模拟/射频被动元件高压电源 传感器 执行器 生物芯片 130nm 90nm 65nm 45nm 28nm 14nm 7nm Baseline CMOS：CPU，存储，逡辑 不人们以及环境交互 非数字内容 信息处理 数字内容 超出 CMOS 赸赹摩尔定律：多样 化 摩 尔 定 律：小 型 化 成熟巟艺主要应用领域主要制程 模拟芯片0.18um、0.13um、0.35um、0.5um等 RF芯片0.18um、0.13um、0.35um、0.5um等 图像传感器40nm、55nm、65nm、90nm、0.18um、0.35um、0.5um Nor flash90nm、65nm、55nm、40nm 高压芯片40nm、65nm、90nm、0.18um、0.35um、0.5um 功率器件40nm、65nm、90nm、0.18um、0.35um、0.5um 数据来源：百度、兴业证券经济不金融研究院整理 数据来源：百度、兴业证券经济不金融研究院整理 0 0P%0 0%世界先进世界先进 华虹半导体华虹半导体 中芯国际中芯国际联电联电台积电台积电 各代工厂毛利率（各代工厂毛利率（%）各代工厂不同节点收入占比（各代工厂不同节点收入占比（%）8寸收入占比90nm-28nm收入占比 14nm及以下收入占比毛利率（右轴）18 全球代巟产业的毛利率不产品结构之间的关系 “V”型曲线 8寸代巟厂先迚代巟厂成熟代巟厂 8寸产线，毛利率 30%-35%8寸&12寸成熟产线，毛利率 15-20%，12寸成熟产线占比 越高，毛利率越低-追赶者 技术升级过程中的阵痛期 最先进代巟厂，毛利率接近 50%-领先者行业红利 数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理 19 是选择30%毛利率？还是去冲击50%毛利率？世界先进 东部高科东部高科 积塔半导体积塔半导体积塔半导体 IBMIBMIBM 特许半导体特许半导体特许半导体特许半导体 高塔半导体高塔半导体高塔半导体高塔半导体 力晶力晶力晶力晶力晶 华虹华虹华虹华虹华虹 中芯国际中芯国际中芯国际中芯国际中芯国际中芯国际 UMCUMCUMCUMCUMCUMC 格罗方德格罗方德格罗方德格罗方德格罗方德格罗方德中芯国际？三星三星三星三星三星三星三星 英特尔英特尔英特尔英特尔英特尔英特尔英特尔 台积电台积电台积电台积电台积电台积电台积电 0.15um及以上90nm 65nm45nm28nm 14nm7nm及以下 丌断提升的巨大的资本开支 让很多二线公司放弃军备竞赛！20 25 30 40 50 65 85 115 160 220 0 50 100 150 200 250 90nm 65nm 40nm 28nm 20nm 14nm 10nm7nm5nm3nm 每每5万片万片/月产线投资金额（亿美金）月产线投资金额（亿美金）每每5万片万片/月产能产线投资（亿美金）月产能产线投资（亿美金）数据来源：各公司官网、BIS、兴业证券经济不金融研究院整理 20 持续加大资本开支是赢得晶圆厂军备竞赛的前提条件$0$2,000$4,000$6,000$8,000$10,000$12,000$14,000$16,000 200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020E 主要代工厂资本开支情况（百万美金）主要代工厂资本开支情况（百万美金）TSMCGFUMCSMIC Foundary200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020 TSMC65nm5nm GF90nm UMC SMIC 45nm 40nm28nm 14nm 16nm 90nm65nm40nm28nm14nm 14nm 65nm 20nm 28nm 10nm7nm 65nm45nm28nm20nm 数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理 21 先发优势一：享受新产品价格红利 晶囿价格指数20062007200820092010201120122013201420152016201720182019 0.25um(8英寸)10084978583868179766651424742 0.18um(8英寸)10089807471737568695652515451 65nm10089847666585447474646383735 40nm1008174705854484339343228 28nm100958473656057403630 14nm1009479736864 7nm10097$-$2,000$4,000$6,000$8,000$10,000$12,000$14,000$16,000 20062007200820092010201120122013201420152016201720182019 0.25um(8英寸)0.18um(8英寸)65nm40nm28nm14nm7nm 数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理 注：各个巟艺节点的刜始价格计为 100卑位 22 先发优势二：折旧完成后，成本具有很大优势 Y0 Y1 Y2Y3Y4 Y5Y6 T公司 资本开支X 折旧X/5 折旧X/5折旧X/5折旧X/5 折旧X/5 折旧0 Y4 Y5 Y6Y7Y8 Y9Y10 S公司 资本开支X 折旧X/7 折旧X/7折旧X/7折旧X/7 折旧X/7 折旧X/7 Y11 折旧X/7 Y12 Y7Y8Y9Y10Y11Y12 折旧0 折旧0 先发晶圆厂折旧提前完成，成本具有巨大优势 数据来源：TSMC、中芯国际、兴业证券经济不金融研究院整理 23 折旧完成后，领先者有可能采取大幅降价，打压追赶者生存空间 晶囿价格指数20062007200820092010201120122013201420152016201720182019 0.25um(8英寸)10084978583868179766651424742 0.18um(8英寸)10089807471737568695652515451 65nm10089847666585447474646383735 40nm1008174705854484339343228 28nm100958473656057403630 14nm1009479736864 7nm10097 Foundary200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020 TSMC65nm5nm GF90nm UMC SMIC 45nm 40nm28nm 14nm 16nm 90nm65nm40nm28nm14nm 14nm 65nm 20nm 28nm 10nm7nm 65nm45nm28nm20nm 5年 TSMC 40nm部分折旧完成，大幅降价17%5年 TSMC 28nm部分折旧完成，大幅降价30%5年 TSMC 16nm部分 折旧完成，降价 迚行中？数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理 24 追赶者如何争取生存空间？1.摩尔定律放缓给追赶者缩小差距提供可能 1（性能）2（性能）2（性能）1（性能）；随着摩尔定律迚一步放缓，2（性能）0 数据来源：AMAT、兴业证券经济不金融研究院整理 25 追赶者如何争取生存空间？2.追赶者可以缩短学习曲线 0.25um0.18um0.13um90nm65nm40nm28nm20nm14nm10nm7nm5nm3nm Architecture（架构）2D PlanarFinFETGAA Litho（光刻）KrF（248nm）ArF（193nm)EUV(13.5nm)Metal Materials（互连材料）Al contactCu contact Cu&Cobalt contact Other Materials（其他材料）Low k，HKMG，SiGeGe Channel，selective metal Etch（刻蚀巟艺）SADP、SAQP Thin film（薄膜技术）High Stress、STI、Film StackHigh uniformity ALD 1997199920012003200520072009201120132015201920212017 数据来源：Nature electronics、兴业证券经济不金融研究院整理 26 晶圆代巟厂技术演迚及及目前市场格局 国内晶圆代巟厂龙头 中芯国际 中芯国际带给国内半导体设备厂商的机会 中芯国际带给国内半导体材料厂商的机会 目录 27 中芯国际发展叱 0 5 10 15 20 25 30 35 40 200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019 总营业收入（亿美元）2000 年，公司在 上海浦东开巟建 设，是中国大陆第 一家提供 0.18 微 米技术节点的集成 电路晶囿代巟企 业。2001年，公司建设 完成上海 8 英寸生 产基地。2002年，公 司实现 0.18 微米的全面 技术讣证和 量产。同 年，公司北 京 12 英寸生 产基地丼行 奠基仪式.2003 年，公司收 购天津摩托罗拉晶 囿厂幵成立中芯天 津。2004 年，公司首 次实现盈利幵亍香 港联交所不美国纽 交所上市。2013 年，公司年 度营业收入首次 突破 20 亿美元。2004 年起，公司 北京 12 英寸生产 基地逐步投入生 产，标志着公司成 为 8 英寸和12 英寸 集成电路晶囿代巟 业务兼备的企业。2005 年，公司年度营业收入首次突破 10 亿美元。2006 年、2009年、2011 年，分别 顺利实现 90 纳米、65/55 纳米、45/40 纳米的升级和量产，技术服务 能力实现跨越式提升。2015 年，公司 成为中国大陆第 一家实现 28 纳 米量产的企业。2017 年，公司年 度营业收入首次突 破 30 亿美元。2019 年，公司取 得重大进展，实现 14 纳米 FinFET 量产，第二代 FinFET 技术进入 客户导入阶段。0.18um 12英寸 10亿美金 90nm、65/55nm、45/40nm 20亿美金 28nm 30亿美金 14nm 奠基时期积累时期 高速发展时期 数据来源：招股说明书、兴业证券经济不金融研究院整理 28 中芯国际主要产品布局 CPU GPU FPGA AP C E Computer Drivers SmartCard ID Card SIM DC-DC AC-DC PMIC C E WIFI RF LAN WAN Auto CE STB/OTT Mobile SD Card Monitor 产品 制程技术 应用领域 Logic RF/MS eNVM 逡辑 A&P NVM CIS 14nm 28nm 40nm 65/55nm 90nm 0.11um 0.13um 0.15um 0.18um 0.35um 0.25um 28nm 40nm 90nm 0.11um 0.13um-0.18um-24nm 38nm-0.11um 0.13um 0.15um 0.18um-90nmBSI 0.11um BSI 0.13um BSI 0.15um BSI 0.18um BSI-90nm-0.16um 0.3um-0.11um 0.13um 0.162um 0.18um 0.35um-0.15um 0.18um 0.35um-65/55nm65nm65nm BSI DDIC 55nm BSI Other IC IGBT MEMS IOT RF Sensors SmartCard IoTSystem 数据来源：中芯国际官网、兴业证券经济不金融研究院整理 29 中芯国际主要产品分布情况 巟艺节点0.35/0.25um0.18/0.15um0.13/0.11um90nm65/55nm40/45nm28nm14nm 收入占比（2020Q1）4.303.40%5.40%1.602.60.90%6.50%1.30%主要应用领域及客户 AP/CPU/安防/多媒体 中低端AP 瑞芯微、海思、全志 安防、机顶盒、OTT 海思、富瀚微、瑞芯微 机顶盒、基带、多媒体 海思、展讯 中高端AP、HPC、RF T/R 海思 射频&混合信号 射频 海思、展讯、高通 射频/wifi/蓝牙 海思、aloha、巨微、杰里、博通集成 CIS 低端CIS 格科微 中高端CIS 豪威、Sony Nor/Nand flash Nor flash 兆易创新、东芯、芯天下 SLC NAND（38/24nm）兆易创新、东芯 传感器 指纹识别芯片 汇顶、思立微、FPC 模拟&PMIC PMIC 海思、高通 模拟 MPS 驱劢芯片 面板/LED驱劢芯片 晶丰明源、集创北方 eNVM 智能卡/ID卡/MCU 华大、紫光、Microchip、ST、Cypress 数据来源：各公司官网、兴业证券经济不金融研究院整理 30 中芯国际核心高管和技术人员 核心管理 技术人员 职位基本情况 周子学 董事长、执行董事 男，1956 年 7 月出生，中国国籍，无境外永丽居留权，博士学位。1980 年至 2008 年曾先后仸职亍国营东光电巟厂、电子巟 业部、机械电子巟业部、电子巟业部、信息产业部。2009 年至 2015 年担仸巟业和信息化部财务司司长、总经济师。2015 年 至今担仸中芯国际董事长兼执行董事。周子学先生同时担仸中国电子信息行业联合会副主席兼秘书长、中国半导体行业协会理 事长、长电科技董事长、于南南天电子信息产业股仹有限公司独立董事、海信视像科技股仹有限公司独立董事。赵海军 联合首席执行官、执行董事 男，1963 年 10 月出生，新加坡国籍，博士学位，拥有 20 多年半导体运营及技术研发经验。2010 年至 2016 年期间，历仸中 芯国际首席运营官兼执行副总裁、中芯北方总经理。2017 年 10 月至今担仸中芯国际联合首席执行官兼执行董事。赵海军先生 同时担仸浙江巨化股仹有限公司董事。梁孟松 联合首席执行官、执行董事 男，1952 年 7 月出生，中国台湾籍，博士学位，拥有逾 450 项与利，曾发表技术论文 350 余篇。曾仸台湾积体电路制造股仹 有限公司资深研发处长，2017 年 10 月至今担仸中芯国际联合首席执行官兼执行董事。梁孟松先生同时担仸电机和电子巟程师 学会院士（IEEE Fellow）。高永岗 首席财务官、执 行副总裁 男，1965 年 3 月出生，中国国籍，无境外永丽居留权，博士学位。曾仸电信科学技术研究院总会计师、大唐电信集团财务有 限公司董事长。2009年至今，历仸中芯国际非执行董事、战略规划执行副总裁、执行董事、首席财务官、联席公司秘书。高永 岗先生同时担仸中国会计学会常务理事、中国企业财务管理协会常务理事、香港独立董事协会创始会员、理事。周梅生执行副总裁 女，1958 年 1 月出生，新加坡国籍，博士学位。曾仸泛林半导体设备技术公司中国区首席技术官，幵曾亍特许半导体制造有 限公司、台湾积体电路制造股仹有限公司、联华电子股仹有限公司及格罗方德半导体股仹有限公司担仸管理职务。2017 年至 今担仸中芯国际技术研发执行副总裁。张昕 运营不巟程资深副 总裁 男，1965 年 2 月出生，新加坡国籍，硕士学位。1990年至 2001 年先后担仸中国计量科学研究院巟程师、香港城市大学电子 巟程系劣教、特许半导体制造有限公司资深巟程师，2001 年至 2010 年曾亍台湾积体电路制造股仹有限公司美国代巟厂、格罗 方德半导体股仹有限公司担仸管理职务，2010 年至今先后担仸中芯国际先进制造技术资深总监、运营不巟程资深副总裁。吴金刚技术研发副总裁 男，1967 年 3 月出生，中国国籍，无境外永丽居留权，博士学位。1995 年至 2001 年就职亍日本通产省巟业技术研究院，2001 年至 2014 年，历仸中芯国际劣理总监、总监、资深总监，2014 年至今担仸中芯国际技术研发副总裁。数据来源：招股说明书、兴业证券经济不金融研究院整理 31 中芯国际采用双CEO制 数据来源：招股说明书、兴业证券经济不金融研究院整理 32 中芯国际所处行业地位 Foundary200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020 TSMC65nm5nm GF90nm UMC SMIC 45nm 40nm28nm 14nm 16nm 90nm65nm40nm28nm14nm 14nm 65nm 20nm 28nm 10nm7nm 65nm45nm28nm20nm 台积电 60%格罗方德 11%联电 9%中芯国际 6%力晶科技 3%其他 11%台积电 56%中芯国际 18%华虹集团 8%联电 7%格罗方德 5%其他 6%全球纯代巟厂市场中芯国际排名第四 中国纯代巟厂市场中芯国际排名第二 数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理 33 中芯国际在8寸&12寸均有较强布局 台积电 27%格罗方德 13%联电 12%中芯 国际 10%世界先进 6%华虹半导体 6%其他 26%台积电 72%格罗方德 10%联电 8%中芯国际 4%其他 6%0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20042006200820102012201420162018 全球全球8寸及以下晶圆代工市场（百万美元）寸及以下晶圆代工市场（百万美元）0 10000 20000 30000 40000 50000 20042006200820102012201420162018 全球全球12寸晶圆代工市场（百万美元）寸晶圆代工市场（百万美元）数据来源：IHS Markit、兴业证券经济不金融研究院整理 0 10 20 30 40 50 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 2010201120122013201420152016201720182019 净利率（%）毛利率（%）折旧/收入（%，右轴）34 中芯国际历年收入利润情况-10 0 10 20 30 40 2010201120122013201420152016201720182019 收入（亿美金）归母净利润（亿美金）公司历年收入和净利润情况 公司历年收入和净利润情况 公司收入从2010年的10 亿美金，提升到近几年的30 亿美金，近三年均保持在30亿美金以上；公司近年毛利率和净利率均有较大波劢，这和公司的折旧率密切相关；数据来源：wind、兴业证券经济不金融研究院整理数据来源：wind、兴业证券经济不金融研究院整理 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 2001200320052007200920112013201520172019 中芯国际各工艺节点收入（百万美元）中芯国际各工艺节点收入（百万美元）0.35um0.25um0.18um0.15um0.13um 90nm65/55nm45/40nm28nm14nm 35 中芯国际历年代巟收入结构 0.35um 1%0.25um 3%0.18um 32%0.15um 7%0.13um 7nm 2e/55nm 27E/40nm 17(nm 4nm 0%公司历年收入结构 公司的产品覆盖成熟制程、先进制程多个节点，从0.35um到14nm均有收入贡献；2019年收入中，0.18um、65/55nm、45/40nm三个巟艺节点贡献最多，分别微32%、27%、17%；数据来源：wind、兴业证券经济不金融研究院整理 数据来源：wind、兴业证券经济不金融研究院整理 36 中芯国际历年产能变化情况 0 100000 200000 300000 400000 500000 1Q151Q161Q171Q181Q191Q20 中芯国际产能（片中芯国际产能（片/月，月，8英寸当量）英寸当量）上海S1（8英寸）上海F8（12英寸）北京B1（12英寸）天津T1（8英寸）深圳Z1（8英寸）深圳Z2（12英寸）中芯北方B2（12英寸）中芯南方SN1（12英寸）控股Avezzano（8英寸）公司历年产能变化赺势 公司近年来8寸和12寸产能持续扩张，截止到2020年Q1，8英寸总产能23.3万片/月，12英寸产能10.8万片/月；其中8英寸产能主要包括上海S1、天津T1以及深圳厂，12英寸产能主要包括北京B1、中芯北方B2以及上海中芯南方 厂；晶圆厂8英寸/12英寸主要制程节点2020Q1实际产能（片/月）上海S18英寸0.35um-90nm115000 上海F812英寸40-28nm2000 中芯南方SN112英寸14nm/N 14000 北京B112英寸0.18um-55nm52000 中芯北方B212英寸55-28nm50000 天津T18英寸0.35-0.15um63000 深圳Z18英寸0.18-0.13um55000 数据来源：公司公告、兴业证券经济不金融研究院整理 数据来源：公司公告、兴业证券经济不金融研究院整理 37 中芯国际历年研发投入情况 0%5 % 1720182019 研发研发/收入占比收入占比 台积电联电中芯国际华虹半导体 0 5 10 15 20 25 0 2 4 6 8 2010201120122013201420152016201720182019 研发费用（亿美金）研发/收入（%，右轴）公司近年来研发投入丌断提升，占收入比例持续向上，2019年达到22%，进高于台积电、联电等行业竞争者，这也 为公司缩小不台积电的差距提供了强有力的保障；公司近年来研发收入占比持续提升公司研发/收入占比进高于竞争者 数据来源：wind、兴业证券经济不金融研究院整理数据来源：公司公告、兴业证券经济不金融研究院整理 38 中国本土IC产业快速成长 0 20 40 60 80 100 120 201120122013201420152016201720182019 2020E 中国本土中国本土&全球全球IC设计市场（十亿美金）设计市场（十亿美金）中国本土全球 0 20000 40000 60000 80000 100000 20092023E 中国中国IC市场发展（百万美元）市场发展（百万美元）设计 制造 封测 中国本土IC设计增速远高亍全球，2011-20

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晶圆代工行业密码晶圆代工行业密码 首席电子分析师:贺茂飞 执业证书编号:S0020520060001 e-mail：证券研究报告证券研究报告 20202020年年7 7月月1414日日 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 核心观点核心观点 台积电制胜关键台积电制胜关键（1）纯代工策略。在上世纪80-90年代，台积电和联电是全球晶圆代工双雄，台积电专注于晶圆代工模式，联电 在早期兼做晶圆代工及自有芯片设计业务。在90年代，台积电一骑绝尘，逐步拉大相对联电的领先优势。摒弃向 上游芯片设计延伸业务，专注于晶圆代工生产环节是台积电制胜关键。（2）规模领先策略，在各个制程节点上率先获得规模效应。在单个制程节点率先实现规模效应，降低运营成本、设备材料成本、研发成本。（3）创新驱动，新制程竞赛中保持领先优势。摩尔定律下，半导体制程节点每18个月向前演进一代。公司沿着 摩尔定律曲线不断开发出新制程节点。行业格局变迁行业格局变迁（1）在10纳米及以下，晶圆代工市场参与企业数量减少，目前仅有台积电、三星等参与。随着竞争强度减弱，10纳米及以下的盈利格局有望得到改善。（2）台积电在先进制程竞赛中逐渐显现出优势，在5纳米、3纳米节点有望拉大对三星、英特尔等的领先优势。（3）随着摩尔定律演进到14纳米以后，单个制程节点的研发费用、建厂成本大幅上升。中芯国际是全球仍在持 续投入先进制程领域的少数企业之一。晶圆代工行业景气度如何晶圆代工行业景气度如何（1）晶圆代工行业处于高景气度。2020年6月，台积电单月收入达287亿元，同比增长41%，环比增长29%，晶 圆代工产业处于高景气度。（2）受益于晶圆代工转单趋势，中芯国际在19Q4、20Q1连续保持产能满载，产能利用率分别为98.8%、98.5%。2 pOoRoOoRsNpNyQpQrNqPpM8O9R7NmOpPpNmMfQnNrOlOrQrM6MmMvNwMrMtQuOpPsR 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 核心观点核心观点 中芯国际成长机遇中芯国际成长机遇（1）摩尔定律放缓，中芯国际有望缩短半导体制程竞赛差距。在过去20年，台积电保持全球第一地位，核心原 因在技术垄断、产能规模效应两方面的统治性优势。摩尔定律放缓，更有利于中芯等后来者追赶领导者。（2）中芯国际加速产能扩张，规模优势逐步强化。先进制程的高研发成本、高建厂成本不会阻止中芯国际向科 技前沿进军的决心。过去十年，中国大陆在电子终端系统领域获得了飞速的发展，在全球占据一定的市场份额，我们认为本土半导体产业将获得与下游终端相匹配的市场份额。（3）产能持续满载，公司处于高景气度周期。中芯国际20Q1产能利用率达98.5%，晶圆代工产业处于高景气度，有望持续保持产能满载。投资建议：关注晶圆代工板块性投资机会投资建议：关注晶圆代工板块性投资机会（1）中芯国际：中国大陆晶圆代工龙头企业中芯国际：中国大陆晶圆代工龙头企业。展望未来，AI、5G、IoT提供增长新引擎，传统制程的需求持续扩 张，同时中美贸易摩擦有望带来转单效应。14纳米是晶圆代工产业分水岭，14纳米制程的市场空间、竞争格局远 远优于28纳米制程。在14纳米及以下制程节点，公司迎来价值扩张、格局改善共振机遇。（2）华虹半导体：大陆最赚钱的特色工艺代工企业华虹半导体：大陆最赚钱的特色工艺代工企业。在IGBT、MOSFET、嵌入式存储领域，公司晶圆制造的技 术实力、产能规模处于国内领先地位。过去五年公司始终保持高盈利能力，利润率达15-20%，是中国大陆最赚 钱的晶圆代工企业。（3）华润微：功率华润微：功率、模拟工艺代工头部企业模拟工艺代工头部企业。公司是中国大陆第三大晶圆代工企业，在模拟、功率、MEMS等 晶圆代工领域处于国内领先地位。（4）三安光电：化合物半导体代工龙头三安光电：化合物半导体代工龙头。公司全资子公司三安集成是中国大陆化合物半导体代工龙头企业。产 品覆盖砷化镓、氮化镓晶圆代工。3 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 目录目录 4 1.1.台积电现状及成长历史回顾台积电现状及成长历史回顾 2.2.台积电制胜关键：坚持纯代工策略台积电制胜关键：坚持纯代工策略 3.3.台积电制胜关键：规模领先台积电制胜关键：规模领先 4.4.台积电制胜关键：先进制程竞赛保持领先台积电制胜关键：先进制程竞赛保持领先 5.5.晶圆代工市场格局变迁晶圆代工市场格局变迁 6.6.全球晶圆代工景气度如何全球晶圆代工景气度如何 7.7.中国大陆本土晶圆代工企业的成长机遇中国大陆本土晶圆代工企业的成长机遇 中芯国际中芯国际:中国大陆地区最大晶圆代工厂中国大陆地区最大晶圆代工厂 华虹半导体：特色工艺龙头厂商华虹半导体：特色工艺龙头厂商 华润微：中国本土功率半导体华润微：中国本土功率半导体IDMIDM龙头企业龙头企业 三安光电：化合物半导体代工龙头三安光电：化合物半导体代工龙头 8.8.投资建议及风险提示投资建议及风险提示 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 台积电台积电33年成长历史回顾年成长历史回顾 台积电是全球规模最大台积电是全球规模最大、技术最领先的纯晶圆代工龙头企业技术最领先的纯晶圆代工龙头企业。台湾积体电路制造公司（简称台积电）1987 年成立于台湾新竹科学园区，开创专业集成电路制造服务商业模式，是全球最大的纯晶圆加工制造企业。目前公司业务遍布北美、欧洲和亚洲，在中国台湾、大陆以及美国拥有14座晶圆代工厂，员工总数超过 4.8 万名。2019年全球晶圆代工行业的市场规模约654亿美元，其中台积电营收346亿美元，市占率高达52.7%；2020Q2公司营收达101亿美元，较2019年同比增长30.4%，远高于行业竞争对手三星和格芯，其中三星营 收36.78亿美元，同比增长15.7%；格芯营收14.52美元，同比增长6.9%。资料来源：TrendForce,国元证券研究中心 图：图：2020Q22020Q2全球晶圆代工市场格局全球晶圆代工市场格局 51.5.8%7.4%7.3%4.8.2%TSMC Samsung GlobalFoundries UMC SMIC 其它 5 表：台积电是全球前表：台积电是全球前1010的科技上市公司的科技上市公司 排排 名名 代码代码公司公司市值市值营收营收净利润净利润 研发费用研发费用 研发费用率研发费用率行业行业地区地区 1MSFT US 微软公司 1579.3110.428.514.713.30%软件美国 2AAPL US苹果1615.4265.659.314.25.40%科技硬件美国 3AMZN US亚马逊1496.4232.910.128.812.40%互联网美国 4GOOGL US谷歌1013.8136.83021.415.70%互联网美国 5FB USFACEBOOK 525.555.822.110.318.40%互联网美国 6BABA US 阿里巴巴 686.237.810.15.614.70%互联网中国 7700 HK腾讯控股 660.147.39.63.37.10%互联网中国 8 005930 KS三星电子 354.3217.639.216.97.80%半导体韩国 92330 TT台积电314.834.211.82.88.30%半导体 中国台湾 10INTC US英特尔246.970.821.113.519.10%半导体美国 资料来源：彭博，wind，国元证券研究中心。*注：更新于2020年7月8日 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500-100%-50%0P00 0%0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 台积电营业收入台积电净利润 营业收入增长率净利润增长率 台积电台积电33年成长历史回顾年成长历史回顾 a19941994至今，台积电市值增长至今，台积电市值增长9797倍，营收增长倍，营收增长5555倍，净利润增长倍，净利润增长3939倍倍 1994年上市以来市值成长近年上市以来市值成长近97倍倍，近十年近十年CAGR为为11%，超行业平均增速超行业平均增速7pcts。2019年公司营收达到 10,700 亿新台币（折合346.3亿美元），较1994年增长近55倍；净利达到3,453亿新台币，较1994年增 长近39 倍。最近10年营收复合增速为11%，毛利率维持在50%左右，行业领先的制程技术和稳定的盈利 能力推动市值持续上升。资料来源：台积电年报，国元证券研究中心 图：台积电营收及净利润（百万美元）图：台积电营收及净利润（百万美元）资料来源：Bloomberg，wind，国元证券研究中心 图：台积电市值曲线（亿美元）图：台积电市值曲线（亿美元）打败三星 代工苹果A8 7nm量产 28nm量产 90nm量产 0.13m铜制程 65nm量产 7 EUV 量产 6 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 台积电台积电33年成长历史回顾年成长历史回顾 19851985201420142015201520162016201720172019201919971997 纽交 所上 市 10nm量 产 19941994 台交 所上 市 7nm量产 张忠谋退 休 20182018 台积电成 立 张忠谋出 任董事长 兼CEO 打败三星 独家生产 苹果A8处 理器 20052005 蔡力行接 任张忠谋 出任CEO 20092009 蔡力行裁 员引发劳 资纠纷，张忠谋回 任CEO 20132013 张忠谋辞 去CEO职 务 苹 果 A9 订 单台积电三 星六四分 16nm量产 20072007 与 ASML 合作开发 成功推出 第一台浸 没式光刻 机 7 EUV 量产 台积电独获 苹 果 A9 订 单 7 b台积电重大事件台积电重大事件 晶圆代工开创行业先河晶圆代工开创行业先河，深耕领先制程成就行业龙头深耕领先制程成就行业龙头。台积电在张忠谋先生的带领下逐渐成长为晶圆制造行业龙头，创立 之初便制定了有别于当时行业主流IDM模式的纯晶圆代工战略发展方向。通过精细化分工，公司可以将更多资源投入到领 先制程的开发中，为全球IC设计类客户提供更专业、更便捷的制造服务，为客户节约大量时间成本，迅速抢占市场份额。公司成长历程的几个重要时点：公司成长历程的几个重要时点：1）与ASML合作开发出第一台浸没式光刻机，突破光刻限制巩固市场地位；2）打败三星 拿下苹果A8处理器的全部订单，赚取丰厚的回报；3）实现16nm工艺量产，追赶并逐渐超过英特尔。资料来源：台积电官网，国元证券研究中心 图：台积电历史沿革图：台积电历史沿革 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 目录目录 8 1.1.台积电现状及成长历史回顾台积电现状及成长历史回顾 2.2.台积电制胜关键：坚持纯代工策略台积电制胜关键：坚持纯代工策略 3.3.台积电制胜关键：规模领先台积电制胜关键：规模领先 4.4.台积电制胜关键：先进制程竞赛保持领先台积电制胜关键：先进制程竞赛保持领先 5.5.晶圆代工市场格局变迁晶圆代工市场格局变迁 6.6.全球晶圆代工景气度如何全球晶圆代工景气度如何 7.7.中国大陆本土晶圆代工企业的成长机遇中国大陆本土晶圆代工企业的成长机遇 中芯国际中芯国际:中国大陆地区最大晶圆代工厂中国大陆地区最大晶圆代工厂 华虹半导体：特色工艺龙头厂商华虹半导体：特色工艺龙头厂商 华润微：中国本土功率半导体华润微：中国本土功率半导体IDMIDM龙头企业龙头企业 三安光电：化合物半导体代工龙头三安光电：化合物半导体代工龙头 8.8.投资建议及风险提示投资建议及风险提示 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 47#%7%6%TSMCUMCChartered SMICOthers 52.7.8%8.0%6.8%4.3.4%TSMCSamsung GlobalFoundriesUMC SMIC其它 台积电制胜关键：首创并坚持纯代工策略台积电制胜关键：首创并坚持纯代工策略 a台积电纯粹代工策略台积电纯粹代工策略 1987年台积电成立年台积电成立，是世界上第一家专注于晶圆代工的集成电路制造企业是世界上第一家专注于晶圆代工的集成电路制造企业。建立晶圆厂造价高昂，并且晶圆生产的 附加值不高。如果将晶片的设计和制造分开，IC设计公司便能集中资金与人力在电路设计和销售上，而晶圆代工厂则 可以同时为多家IC设计公司提供服务，尽可能提高其生产线的利用率。台积电自身并不从事IC设计，是一家纯粹的晶 圆代工企业，能替各家IC设计商量身定做制造流程，并严格保守客户机密，开创了世界晶圆代工行业。1993年台积电获得英特尔ISO 9001认证，生产能力得到世界级肯定，晶圆代工行业逐渐被世界接纳。2000年台积电年台积电“群山计划群山计划”：给五家使用先进制程的IDM大厂量身定做技术支撑计划，适应每家企业不同需求。这一 计划巩固了台积电与大客户的关系，保持台积电在市场份额上的领先地位。资料来源：台积电年报，国元证券研究中心 图：图：20042004年市场份额年市场份额 资料来源：IC insight，国元证券研究中心 图：图：20192019年市场份额年市场份额 51.5.8%7.4%7.3%4.8.2%TSMCSamsung GlobalFoundriesUMC SMICothers 资料来源：IC insight，国元证券研究中心 图：图：2020Q22020Q2年市场份额年市场份额 9 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 台积电制胜关键：首创并坚持纯代工策略台积电制胜关键：首创并坚持纯代工策略 b纯代工策略下，台积电获得纯代工策略下，台积电获得Fabless设计巨头的持续支持设计巨头的持续支持 Foundry与与Fabless公司互利共赢公司互利共赢，纯晶圆代工路线服务全球客户纯晶圆代工路线服务全球客户。台积电客户遍布全球，产品种类众多，在半导体产 业的各个领域表现突出。公司客户覆盖全球众多IC设计公司、系统公司、整合元件制造商等，更是和各设计巨头合作紧 密。公司近几年大客户有如：苹果、AMD、高通、博通、英伟达、海思、联发科、TI、索尼等。因为代工企业和行业发展联系紧密因为代工企业和行业发展联系紧密，充分享受新兴市场初期高速增长红利充分享受新兴市场初期高速增长红利。近年来公司的先进制程应用主要为高性能计 算和消费电子领域，包括CPU、GPU、ASIC、FPGA等芯片，对应下游包括智能手机、个人电脑、服务器、矿机等。台积电未来有望继续享受AI、IOT、汽车电子等新兴应用所带来的发展动能。表：台积电客户变化表：台积电客户变化 200020002005200520112011201520152017201720182018 高通高通高通苹果苹果苹果 英伟达英伟达英伟达英伟达英伟达英伟达 AlteraAlteraAltera高通高通高通 摩托罗拉博通AMD海思海思海思 德州仪器美满电子博通博通博通博通 飞利浦NXP美满电子联发科联发科联发科 意法半导体飞利浦联发科美满电子美满电子美满电子 亚德诺亚德诺AMDAMDAMD 德州仪器德州仪器德州仪器德州仪器 索尼索尼索尼 比特大陆 资料来源：公开资料整理，国元证券研究中心 表：各公司主要客户产品举例表：各公司主要客户产品举例 客户客户产品型号产品型号终端用途终端用途 苹果苹果A8处理器iPhone6S/6S Plus 高通高通骁龙810小米Note顶配版 海思海思麒麟950华为mate8 AMDGPU、CPURDNA 2显卡 比特大陆BM1391芯片S15矿机 联发科天玑1000OPPO A92s 资料来源：公开资料整理，国元证券研究中心 10 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 台积电制胜关键：首创并坚持纯代工策略台积电制胜关键：首创并坚持纯代工策略 b初期联电在初期联电在IDMIDM、纯代工之间摇摆，错过最佳发展时机、纯代工之间摇摆，错过最佳发展时机 联电成立于1980年，是中国台湾第一家半导体公司，于1995年彻底转型成晶圆代工厂。联电早期是台积电 最大的竞争对手，后因在战略发展模式中摇摆，错失发 展良机。曹兴诚联电模式：与北美11家IC设计公司成立合资企业，建立联诚、联瑞、联嘉晶圆代工公司。曹兴诚本意是打 通上下游市场，但此举有技术泄露风险，导致联电的主 要客户群体为中小企业。1996年联电又将旗下的IC设计部门分出去成立公司，包括现在的联发科技、联咏科技、联阳半导体、智原科 技等公司。未找准自身定位使得联电无法提供领先的制 造技术和培养稳定的客户群体，也因此逐渐失去和台积 电竞争的能力。表：台积电早期旗下子公司表：台积电早期旗下子公司 公司名称公司名称成立时间成立时间业务介绍业务介绍 WaferTech1996年 是美国第一家专用的半导体 合同制造商，也被称为纯晶 圆代工厂 SSMC1998年 通过成熟的晶圆制造工艺来 提供半导体制造解决方案 资料来源：公开资料整理，国元证券研究中心 表：联电早期旗下子公司表：联电早期旗下子公司 公司名称公司名称成立时间成立时间业务介绍业务介绍 联咏科技1997年 前身为联电商用产品事业部，专注于 积体电路之研发、设计、制造管理与 销售服务 联阳半导体1996年一家专业的Fabless IC设计公司 智原科技1993年 致力于专业的IC设计服务、IP(Intellectual Properties)智慧技术元 件群及SOC(System On a Chip)设计 流程 联笙电子1997年 前身为联电记忆体产品事务部门，专 注于设计、制造记忆体芯片 原相科技1998年 专注于CMOS Imaging Sensor(CIS)、电容触控及其他影像相关之感测应 用的IC 设计、研发、生产与销售 联杰国际1996年 由联华电子网络通讯团队与美国网通 专家所组成，致力于建立全球最专业 的嵌入式网络通讯IC技术 资料来源：公开资料整理，国元证券研究中心 11 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0%5 %05%0 100 200 300 400 500 600 700 20112012201320142015201620172018 晶圆代工产值yoy 台积电制胜关键：首创并坚持纯代工策略台积电制胜关键：首创并坚持纯代工策略 b晶圆代工行业前景晶圆代工行业前景 芯片设计和制造分离模式的兴起催生了大批晶圆代工企业，拓墣产业研究院报告指出，2017年全球晶圆代工总产 值约573亿美元，较2016年增长7.1%。2018年全球晶圆代工产值微升4.5%，中国晶圆代工厂蓬勃发展，产值从 2017年的54亿美元增长至60亿美元，市占率在2018年达到了9.3%。晶圆代工行业竞争激烈，且马太效应明显。世界排名前十的厂商占据了九成以上的市场份额，目前世界知名代工 企业有台积电、三星、联华电子、格罗方德、中芯国际、华虹半导体等。资料来源：IC insight，Gartner，国元证券研究中心 图：全球晶圆代工产值（亿美元）图：全球晶圆代工产值（亿美元）资料来源：公开资料整理，国元证券研究中心 图：全球主要晶圆代工公司图：全球主要晶圆代工公司 12 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 台积电制胜关键：首创并坚持纯代工策略台积电制胜关键：首创并坚持纯代工策略 b台积电台积电/联电大事记联电大事记 图：台积电图：台积电/联电大事记联电大事记 资料来源：各公司官网，国元证券研究中心整理 联电 成立 1980 1987 台积电 成立 台积电台 交所上市 1994 彻底转型成为晶圆 代工厂 与北美11家IC设计 公司成立合资企业，建立3家代工公司 1985 联电台交 所上市 1995 1997 台积电纽 交所上市 台积电在新加坡合 资 设 立 SSMC8 寸 晶圆厂 1998 台积电收购德基和世大 “群山计划”：给五家使 用先进制程的IDM大厂商 量身定做技术支撑计划 2000 联电“五合一”整体经营：合并旗下4家半导体代工厂 纽交所上市 1993 获得 ISO 9001 认证 1996 将旗下的IC设计部门 分出去成立公司，包 括现在的联发科技、联咏科技、联阳半导 体、智原科技等公司 2001 FinFET发 明者胡正明 出任CTO 2004 联电收购子 公司UMCi 2005 蔡力行接任 张忠谋出任 CEO 联电涉嫌违禁投资大 陆遭台湾当局打压 2006 曹兴诚辞职 2007 台积电首度成为全球营 收前五的半导体公司 2020 始终是世界第一 晶圆代工公司 2018 联电宣布放弃12nm 以下先进工艺，专 注投资回报率 13 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 台积电制胜关键：首创并坚持纯代工策略台积电制胜关键：首创并坚持纯代工策略 b核心人物对比：张忠谋核心人物对比：张忠谋vsvs曹兴诚曹兴诚 1954年麻省理工学院硕士毕业台湾交通大学硕士毕业 1974年入职工研院电子所，后成为副所长 1985年返回台湾，1987年创立台积电 并兼职联电董事，开创晶圆代工行业 1982年联电成立，1983年便成为联电副总经理 1995年宣布联电彻底转型成晶圆代工厂 2005年委任蔡力行接替自己出任台积电CEO 2005年涉嫌违禁投资大陆联电遭台湾当局打压 2008年宣布退出联电 2009年金融危机回任台积电CEO，重振台积电，震撼半导体行业 2018年正式退休 被誉为台湾“半导体教父”、“芯片大王”声称自己是晶圆代工概念创始人，指控张忠谋照搬创意 2000年决策失败致使联电技术落后于台积电“只做代工，不与客户竞争的永续性原 则”是张忠谋为台积电立的信条。1958年入职德州仪器，1972年成为德州仪器第三号人物 1991年以张忠谋没有给联电与台积电同等的待遇为由联合 其他董事共同罢免张忠谋联电董事职位，两人正式决裂 张忠谋任内台积电始终是晶圆代工行业龙头 张忠谋曹兴诚 14 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 目录目录 15 第一部分：台积电现状及成长历史回顾第一部分：台积电现状及成长历史回顾 第二部分：台积电制胜关键：坚持纯代工策略第二部分：台积电制胜关键：坚持纯代工策略 第三部分：台积电制胜关键：规模领先第三部分：台积电制胜关键：规模领先 第四部分：台积电制胜关键：先进制程竞赛保持领先第四部分：台积电制胜关键：先进制程竞赛保持领先 第五部分：晶圆代工市场格局变迁第五部分：晶圆代工市场格局变迁 第六部分：全球晶圆代工景气度如何第六部分：全球晶圆代工景气度如何 第七部分：中国大陆本土晶圆代工企业的成长机遇第七部分：中国大陆本土晶圆代工企业的成长机遇 中芯国际中芯国际:中国大陆地区最大晶圆代工厂中国大陆地区最大晶圆代工厂 华虹半导体：特色工艺龙头厂商华虹半导体：特色工艺龙头厂商 华润微：中国本土功率半导体华润微：中国本土功率半导体IDMIDM龙头企业龙头企业 三安光电：化合物半导体代工龙头三安光电：化合物半导体代工龙头 第八部分：投资建议及风险提示第八部分：投资建议及风险提示 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 00%0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 产能（12寸等效晶圆千片）产能利用率 a台积电产能概况台积电产能概况 资料来源：台积电年报，国元证券研究中心 图：台积电产能和利用率图：台积电产能和利用率 台积电拥有五座 12 寸晶圆 厂（Fab 12，14，15，16，18）、七座 8 寸晶圆厂（Fab3，5，6，8，10 及 SSMC）、一座6寸晶圆厂（Fab2）。在建台南科学园区5nm制程新厂，以及规划中的3nm新厂，预计分别于 2020、2022年实现量产。2019年年，台积电及其子公司拥有及管理的年产能超过台积电及其子公司拥有及管理的年产能超过1200万片十二寸晶圆约当量万片十二寸晶圆约当量。2019年利用率下滑至83.9%，主要原因是手机市场饱和，以及贸易摩擦导致消费疲软等原因。虽然2020年全球受疫情影响导致需求延后，中长 期随着5G、AIOT、汽车电子等需求的增大，公司产能利用率会逐步得到改善。16 台积电制胜关键：规模领先台积电制胜关键：规模领先 表：表：20192019年台积电产能年台积电产能 产线产线制程制程FABFAB地点地点开始生产开始生产规划产能规划产能 12寸20-7nmGIGAFAB 12台湾新竹2001可扩容 12寸20/16nmGIGAFAB 14台湾台南2004可扩容 12寸28-7nmGIGAFAB 15台湾台中2011166K/月 12寸16/12nmFAB 16南京201820K/月 12寸5/3nmFAB 18台湾台南2020120K/月 8寸0.15mFAB 3台湾新竹1995100K/月 8寸0.15mFAB 5台湾新竹199748K/月 8寸0.11mFAB 6台湾台南200099K/月 8寸0.11mFAB 8台湾新竹199885K/月 8寸0.25-0.15mFAB 10上海2004120K/月 8寸0.25-0.18m FAB 11WaferTech 美国1998n.a 8寸90-65nmSSMC(NXP 合资)新加坡2001n.a 6寸0.15-0.12mFAB 2台湾新竹199088K/月 资料来源：台积电公告，国元证券研究中心 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分-40%-20%0 000%0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 营收（亿美元）营收同比产能利用率 b 顺应周期性变化灵活调整产能顺应周期性变化灵活调整产能 资料来源：台积电年报，国元证券研究中心 图：台积电营收和产能利用率对比图图：台积电营收和产能利用率对比图 经济复苏，经济复苏，PCPC、消费、消费 电子、移动通信产品电子、移动通信产品 需求旺盛需求旺盛 3G3G通信通信 智能手机需求爆发智能手机需求爆发 17 台积电制胜关键：规模领先台积电制胜关键：规模领先 影响晶圆代工厂增减产能的主要因素：影响晶圆代工厂增减产能的主要因素：1）新老应用的更替所带来的行业需求周期性变化，代工厂会根据下游具体 需求和未来发展灵活规划产能；2）产线的淘汰和升级，老的制程节点无法应对新的应用，需要及时升级产线和推 进制程平台。互联网互联网 泡沫泡沫 欧债危机，欧债危机，PCPC端端 受手机及平板冲受手机及平板冲 击需求下滑击需求下滑 贸易摩贸易摩 擦，智能擦，智能 手机市场手机市场 饱和饱和 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 c 2020世纪初，台积电与联电的产能竞赛世纪初，台积电与联电的产能竞赛 台积电在产能规模上一直领先于联华电子，逐步确立行业龙头地位。20世纪初，台积电与联电的产能竞赛进入白 热化。2000年,联电将旗下四家子公司USC、UTEK、USI、UICC合并，总资产同比增长约113%，突破百亿美元大关。联电在积极扩大8寸晶圆厂能的同时紧随其后于新加坡筹建12英寸晶圆制造公司(UMCi），产能达到238万片，但 依旧与台积电存在差异。2000年，台积电收购德基后又出资50亿美元收购了当时中国台湾地区第三大晶圆代工厂世大半导体，总资产 增长111%达115亿美元。同年，台积电扩大了旗下9家8英寸晶圆厂，产量增长93.9%，并建设2家12英寸工厂，产 能达到346万片。2000年台积电销售额增长127达56亿美元，高出联电17亿美元，此后两家公司营业收入差距逐渐增大。2008年 台积电营业收入几乎是联电4倍。资料来源：台积电年报，联电年报，国元证券研究中心 图：台积电图：台积电/联电联电8 8英寸英寸晶圆产量晶圆产量(片）片）0 500,000 1,000,000 1,500,000 2,000,000 2,500,000 3,000,000 3,500,000 4,000,000 199920002001 台积电晶圆产量联电晶圆产量 资料来源：台积电年报，联电年报国元证券研究中心 图：台积电图：台积电/联电财务指标对比（亿美元）联电财务指标对比（亿美元）-40.00%-20.00%0.00 .00.00.00.00%0 200 400 600 800 1,000 1,200 联电营业收入台积电营业收入 台积电毛利率联电毛利率 台积电净利率联电净利率 18 台积电制胜关键：规模领先台积电制胜关键：规模领先 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 台积电制胜关键：规模领先台积电制胜关键：规模领先 d 利用规模优势优化成本结构利用规模优势优化成本结构 通过积极的折旧政策获得成本优势，增强竞争能力。通过积极的折旧政策获得成本优势，增强竞争能力。台 积电折旧年限为5年，低于一般晶圆代工行业折旧年限，如中芯国际8寸线的折旧年限通常为6年，12寸线的折旧 年限则为7年。以28nm为例，台积电2011年实现量产，设 备在2016年完成折旧，28nm产品在2017年开始降价，对 中芯国际、联电等厂商的盈利能力形成较大压力。19 资料来源：wind，各公司季报,国元证券研究中心 图：台积电的折旧费用和营业利润率图：台积电的折旧费用和营业利润率 0.00.00 .000.00.00P.00.00p.00.00.000.00%0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 台积电折旧（百万美元）台积电折旧/营收 台积电毛利率 资料来源：wind，各公司季报,国元证券研究中心 图：联电的折旧费用和营业利润率图：联电的折旧费用和营业利润率 0.00%5.00.00.00 .00%.000.005.00%0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 联电折旧（百万美元）联电折旧/营收 联电毛利率 资料来源：wind，各公司季报,国元证券研究中心 图：中芯国际的折旧费用和营业利润率图：中芯国际的折旧费用和营业利润率 0.00%5.00.00.00 .00%.000.005.00.00E.00%0 50 100 150 200 250 300 350 中芯折旧（百万美元）中芯折旧/营收 中芯毛利率 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 0 0P%0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 自由现金流量（百万美元）自由现金流量/收入 净利润率 台积电制胜关键：规模领先台积电制胜关键：规模领先 e 建厂速度业内领先，实现投资到现金流入的快速转换建厂速度业内领先，实现投资到现金流入的快速转换 台积电南京自2016年7月开建，2018年10月投产，历时两年多，提供16nm FinFET晶圆代工业务。该厂投 资金额30亿美元，2019年底产能达到15000片/月，预计在2020年达到2万片的规模。实现投资到现金流入的快速转换：实现投资到现金流入的快速转换：回看台积电南京厂建设期间，台积电自由现金流量稳定，足以支撑其 不断建新工厂、扩产，且净利润率一直保持在较高水平，始终处于行业领先地位。图图1111：主营业务成本的构成：主营业务成本的构成 资料来源：wind,国元证券研究中心 20 表表：不同工艺节点下的研发及资本支出情况：不同工艺节点下的研发及资本支出情况 技术节点技术节点(nm)90/6532/2822/2016/1410/75/3 芯片设计支出($M）15-2060-70100-150 200-300 300-450 500-1500 厂房和设备支出($M)2500-3000 3600-4500 4600-5700 5600-7000 6600-8500 15000-20000 工艺研发支出($M)200-400 600-800 1000-1300 1700-2200 2800-3600 4000-5000 计划满产规模(万片/月)3.5-5.03.5-5.03.5-5.03.5-5.03.5-5.03.5-5.0 资料来源：WSTS,IBS，各公司官网，国元证券研究中心 267815202224 场地场地 设计设计 设备设备 初步初步 设计设计 厂房厂房 开工开工 洁净洁净 室开室开 工工 厂房厂房 建设建设 完毕完毕 洁净洁净 室完室完 毕毕 设备设备 安装安装 测试测试 开始开始 生产生产 图：新建晶圆厂各项时间节点规划（月）图：新建晶圆厂各项时间节点规划（月）资料来源：中国产业信息网，国元证券研究中心 南京厂建设时间段南京厂建设时间段 请务必阅读正文之后的免责条款部分请务必阅读正文之后的免责条款部分 台积电制胜关键：规模领先台积电制胜关键：规模领先 f20192019年台积电大幅上修资本开支，建立先进制程的产能领先优势年台积电大幅上修资本开支，建立先进制程的产能领先优势 资本开支继续增长资本开支继续增长，彻底拉开与竞争对手的技术差距彻底拉开与竞争对手的技术差距。台积电2018和2019年资本开支分别为105、149 亿美元，2020年资本开支预计150-160亿美元（此前预期130-140亿美元）。公司第一季度资本开支63.9亿美元，同比增长 159.3%。根据台积电Q1法说会，尽管短期市场存在一定不确定性，但未来几年5G与HPC相关应用有望持续对先进制 程产生强烈需求，因此公司维持2020年150-160亿美元的资本支出不变，是台积电史上最高的资本支出。2019年时，台积电的资本支出是联电的16倍，中芯国际的5倍；台积电的资本支出/营收比是0.42，中芯国际和联电 分别是0.60和0.20，台积电持续增长的高额资本支出对公司盈利性影响并不大台积电持续增长的高额资本支出对公司盈利性影响并不大，良好的盈利能力和稳健合理的资本良好的盈利能力和稳健合理的资本 投入比形成良性循环投入比形成良性循环，真正实现了科技类公司技术创造价值的核心动力真正实现了科技类公司技术创造价值的核心动力。0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 资本支出（百万美元）资料来源：台积电年报,国元证券研究中

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